Строение солнечной системы кратко: Строение Солнечной системы (3 класс, окружающий мир)

Строение Солнечной системы — О’Пять пО физике!

Солнечная система – это система космических тел, которая кроме центрального светила – Солнца, включает в себя девять больших планет, их спутники, множество маленьких планет, кометы, космическую пыль и мелкие метеорные тела, которые движутся в сфере преимущественного гравитационного действия Солнца.

В средине XVI века была раскрыта общая структура строения Солнечной системы польским астрономом Николаем Коперником. Он опровергнул представление того, что Земля – это центр Вселенной и обосновал представление движения планет вокруг Солнца. Такая модель Солнечной системы получила название гелиоцентрической.

В XVII веке Кеплер открыл закон движения планет, а Ньютон сформулировал закон всемирного притяжения. Но только после того, как Галилей в 1609 году изобрел телескоп, стало возможным изучение физических характеристик, входящих в состав Солнечной системы, космических тел.

Так Галилей, наблюдая за солнечными пятнами, впервые открыл вращение Солнца вокруг своей оси.

Планета Земля – это одно из девяти небесных тел (или планет), которые движутся вокруг Солнца в космическом пространстве.

Основную часть Солнечной системы составляют планеты, которые с разной скоростью вращаются вокруг Солнца в одном направлении и почти в одной плоскости по эллиптическим орбитам и находятся от него на разных расстояниях.

Планеты расположены в следующем порядке от Солнца: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон. Но Плутон иногда удаляется от Солнца более чем на 7 млрд. км, но из-за огромной массы Солнца, которая почти в 750 раз превышает массу всех остальных планет, остается в сфере его притяжения.

Самая крупная из планет – это Юпитер. Его диаметр в 11 раз превышает диаметр Земли и составляет 142 800 км. Самая маленькая из планет – это Плутон, диаметр которого составляет всего лишь 2 284 км.

Планеты, которые находятся ближе всего к Солнцу (Меркурий, Венера, Земля, Марс) очень сильно отличаются от последующих четырех. Они называются планетами земного типа, так как, подобно Земле, состоят из твердых пород.

Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, называются планетами юпитерианского типа, а также планетами-гигантами, и в отличие от них состоят в основном из водорода. Также существуют еще и другие различия между планетами юпитерианского и земного типа. «Юпитерианцы» вместе с многочисленными спутниками образуют собственные «солнечные системы».

По меньшей мере, 22 спутника у Сатурна. И всего три спутника, включая Луну, у планет земного типа. И кроме всего, планеты юпитерианского типа окружены кольцами.

 Малые тела Солнечной системы.

Между орбитами Марса и Юпитера существует большой промежуток, где могла бы разместиться еще одна планета. Это пространство, на самом деле, заполнено множеством небесных тел небольшого размера, которые называют астероидами, или малыми планетами.

Пояс астероидов – это область в космическом пространстве, расположенная между орбитами Марса и Юпитера.

Хотя открытие и изучение пояса астероидов немыслимо без науки, свое начало история исследования этого астрономического чуда берет в древних мифах и легендах.

Загадочный Фаэтон

Легенда об этой планете ярко описана в книге Александра Казанцева «Фаэты». В этой книге поведана история, как алчные жители планеты Фаэтон – фаэты, загубили свою землю, взорвав ее, после чего она распалась на бессчетное количество маленьких кусочков. Считается, что именно из этих кусочков и образовался сегодняшний пояс астероидов. Похожая версия происхождения этого скопления небесных тел прослеживается и в древних шумерских мифах и легендах.

В отличие от древних сказок, в научном сообществе принято считать, что пояс астероидов – это отнюдь не обломки взорвавшейся планеты, а скопление протопланетного вещества. Такая теория, скорее всего, верна, так как, последние данные показывают, что между Марсом и Юпитером планета попросту не могла образоваться. Причина этого – сильное гравитационное влияние Юпитера. Именно оно не дало протопланетному веществу (космической пыли, из которой создаются планеты) образоваться в полноценное небесное тело на таком далеком от Солнца расстоянии.

На сегодняшний день, пояс астероидов насчитывает свыше 300 000 именованных объектов. По состоянию на 6 сентября 2011 года количество именованных астероидов пояса достигло 285 075. Крупнейшие образования пояса астероидов названы в честь римских божеств: Церера, Веста, Паллада и Гигея. Церера – это название самого крупного астероида, диаметр которого около 1000 км. К настоящему времени открыто 2500 астероидов, которые в своих размерах значительно меньше Цереры. Это глыбы с поперечниками, которые не превышают в размере нескольких километров.

Большая часть астероидов вращаются вокруг Солнца в широком «астероидном поясе», который находится между Марсом и Юпитером. Орбиты некоторых астероидов выходят далеко за пределы этого пояса, а иногда приближаются довольно-таки близко к Земле.

 Открытие пояса астероидов

Первый, кто задумался над существованием загадочной планеты Фаэтон, был немецкий физик Иоганн Тициус. В 1766 году он нашел формулу, согласно которой можно было рассчитать примерное расположение всех планет Солнечной системы. Суть этой формулы заключалась в том, что порядковое расстояние планет от Солнца возрастает в геометрической прогрессии. Именно при помощи данной формулы в 1781 году был открыт Уран, что убедило многих ученых в правдивости закона межпланетного расстояния.

Согласно правилу Тициуса, на расстоянии между Марсом и Юпитером должна была существовать планета.

1 января 1801 года итальянский астроном Джузеппе Пиацци, наблюдая за звездным небом, открыл первый объект пояса астероидов – карликовую планету Цецера. Затем в 1802 году был открыт еще один крупный объект – астероид Паллада. Оба этих космических тела двигались примерно на одинаковой орбите от Солнца – 2,8 астрономических единицы. После открытия в 1804 году Юноны и в 1807 Весты – крупных небесных тел, двигавшихся по той же самой орбите, что и предыдущие, открытия новых объектов в этой области космоса прекратились до 1891 года. В 1891 году немецкий ученый Макс Вольф, используя метод астрофотографии, в одиночку обнаружил между Марсом и Юпитером 248 мелких астероидов. После чего, открытия новых объектов в этой области неба посыпались одно за другим.

Первым аппаратом, сделавшим снимки астероидов, была космическая станция «Галилео». В 1991 году она сфотографировала астероид Гаспра, а в 1993 году – Ида. После того, как были получены эти снимки, НАСА приняло решение, что любой космический аппарат, который будет пролетать недалеко от пояса астероидов, должен попытаться сделать фотоснимки этих объектов. С тех пор в непосредственной близости от астероидов проходили такие космические аппараты, как «NEAR Shoemaker», «Стардаст», всемирно известная «Розетта» и другие.

астероид Веста	астероид Ида и его спутник Дактиль	астероид Эрос	астроид Гаспра и спутники Марса Фобос и Деймос

 Крупнейшие объекты пояса астероидов и их состав

Крупнейшими объектами пояса астероидов считаются:

— Церера – карликовая планета. Диаметр Цереры по экватору составляет 950 км.

— Паллада – астероид. Примерный диаметр – 532 км.

— Веста – астероид. Диаметр – 529,2 км.

— Гигея – астероид. Диаметр 407,12 км.

Все эти объекты находятся в так называемом главном поясе астероидов (обычно его имеют в виду, когда говорят о поясе астероидов в целом). Именно в этой области находится наибольшее скопление астероидов. Она находится в непосредственной близости от планеты Марс.

 Карликовые планеты.

Подавляющее большинство людей не знают, что Плутон теперь карликовая планета Солнечной системы. Если вы не знаете, то их теперь несколько. Из пяти официально признанных, Плутон даже не самый большой.

Эта группа небесных тел пока что остается наименее изученной ввиду их удаленности от центра нашей системы, но благодаря постоянному развитию технологий астрономы постоянно восполняют пробелы в своих знаниях. 2003-2005 года были довольно «урожайными» на открытия. Современные технологии позволяет увидеть даже самый удалённый объект.

 

Плутон

Один из самых маленьких объектов Солнечной системы, радиусом всего 1153 км. Период обращения по орбите вокруг Солнца составляет 90 613 суток (около 248 лет), а оборот вокруг своей оси занимает 6,4 земных суток. Несколько десятилетий с момента открытия в 1930 году считался девятой планетой, пока в 2006 году астрономы не пришли к выводу, что его всё-таки стоит причислить к карликовым планетам в поясе Койпера, получившим своё название после открытия в 2005 году нескольких подобных Плутону объектов.

Спутников, сопровождающих его, на данный момент известно 5 – Харон, крупнейший из них, Кербер, Никта, Стикс и Гидра. Орбита этой карликовой планеты эллиптическая, вытянута довольно сильно.

Лишь несколько лет назад учёным удалось измерить температуру на поверхности этого небесного тела. Предполагается, что в 2015 году будут получены новые сведения о нём, благодаря исследовательскому космическому аппарату, стартовавшему с Земли в 2006.

Хаумеа

Самая быстровращающаяся из всех планет, известных на сегодняшний день в нашей системе – один оборот вокруг собственной оси занимает всего 4 часа, в то же время как полный облёт Солнца занимает 102937 суток (почти 282 года). Один из самых маленьких объектов, средний радиус составляет всего 718 км, при этом, в отличие от остальных небесных тел, обладает неправильной, как бы сплюснутой, формой. При этом имеется и 2 спутника – Хииака и Намака.

Макемаке

Размер третьей по величине до сих пор не известен точно. Предполагается, что средний радиус приблизительно равен 740 с точностью до 17 км. Зато продолжительность года на ней удалось установить довольно точно — 111867 суток (что примерно равно 306 годам). Спутников на её орбите не обнаружено.

Эрида

Один из самых больших объектов пояса Койпера лишь ненамного превосходит Плутон – 1163 км. Оборот вокруг Солнца занимает 205 029 сут (чуть больше, чем 561 год).

Обнаружившие её ученые в 2005 году изначально были уверены, что открыли 10 планету солнечной системы, но впоследствии она была признана карликовой планетой.

Открытие этого небесного тела, можно сказать, положило начало новой эры для астрономии, поскольку именно факт её открытия положил начало многочисленным спорам о статусе Плутона.

Церера

Примечательна тем, что еще совсем недавно была в разряде астероидов и занимала среди них первое место по размеру. Продолжительность года, по сравнению с другим удаленными карликовыми планетами — смехотворна, всего 4,6 года.

В сравнении с другими, ее диаметр не столь впечатляет и составляет 975×909 км. Период вращения вокруг оси имеет продолжительность около 0,3781 суток. У Цереры спутники не обнаружены.

Классификация

Они имеют свою классификацию, которая существует всего  6 лет ( на 2012 год) и она может быть пересмотрена в будущем на основе новых научных открытий.

Основное различие между планетой и карликовой планетой является то, что вторые, своей гравитацией не может расчистить свою орбиту от других небесных тел. Хотя существует пять признанных карликовых планет (Плутон, Церера, Эрида, Хаумеа и Макемаке), есть множество других кандидатов. Некоторые из них можно увидеть в бинокль, в ясную, темную ночь.

Кометы.

Кометы – это небесные тела, которые состоят изо льда, твердых частиц и пыли. Большую часть времени комета движется в дальних участках нашей Солнечной системы и невидима для глаза человека, но когда она приближается к Солнцу, то начинает светиться.

Общие параметры

Иногда они приближаются к Земле на очень близкое расстояние. Их ядра представляют собой лед, пыль и мелкие скальные частицы. Они имеют размер от сотен метров до десятков километров в поперечнике. Когда она приближается к земле на близкое расстояние, то ее называют великой кометой и она светит ярко не только ночью, но и днем.

Они имеют различные периоды обращения вокруг Солнца, от несколько лет до сотен тысяч лет, а некоторые приближаются к Солнцу только один раз, прежде чем навсегда улететь в межзвездное пространство.

 

Короткопериодические кометы

Как считается, находятся в поясе Койпера и связанного с ними рассеянного диска, оба находятся за орбитой Нептуна. Кометы с большими периодами обращения, как полагают, прилетают из облака Оорта, состоящего из обломков оставшихся от образования солнечной системы. Облако Оорта расположено за пределами пояса Койпера.

Они прилетают из внешних областей Солнечной системы к Солнцу, из-за гравитационных возмущений от внешних планет или ближайших звезд.

Их отличие от астероидов заключается в присутствии комы и хвоста, хотя очень старые кометы, которые потеряли все свои летучие вещества напоминают астероиды. Астероиды, отличаются от них происхождением, астероиды образовались во внутренней части Солнечной системы, а кометы во внешней.

Характеристики их хвоста и комы, как известно, сильно зависят от диаметра ядра, которое варьирует от 100 метров до 40 километров в поперечнике.

Состав

Они состоят из пыли, льда и замороженных газов, таких как окись углерода, двуокись углерода, метан и аммиак. Их часто называют «грязными снежками», хотя недавние наблюдения показали, что они могут быть покрыты скалистой поверхностью или сухой пылью, а льды скрыты под корой. Они содержат различные органические соединения, например метанол, водород, цианистый водород, формальдегид, этанол, и этан. Возможно, они могут содержать более сложные молекулы, такие как длинные цепи углеводородов и аминокислот. Из-за своей низкой массы, она не может стать круглой и всегда имеет неправильную форму.

Удивительно, но их ядра являются одними из самых темных объектов в Солнечной системе.

Зонд Джотто обнаружил, что ядро кометы Галлея отражает примерно 4% света, Deep Space 1 обнаружил, что поверхность кометы Боррелли отражает 2,4-3,0% света. Для сравнения, асфальт отражает 7% света. Считается, что сложные органические соединения являются основой темной поверхности. Очень темная поверхность позволяет ей поглощать тепло, необходимое для испарения летучих соединений.

Когда она приближается к внутренней части Солнечной системы, излучение Солнца испаряет летучие вещества из ядра.

Потоки газа и пыли образуют огромную, чрезвычайно разреженную атмосферу вокруг нее, называемую комой, а сила Солнечного давления, действующая на кому, вызывает образование огромного хвоста, который направлен в противоположную от Солнца сторону.

И кома и хвост, освещенные Солнцем, могут стать хорошо видимыми с Земли. Частицы пыли остаются на орбите, таким образом, что часто образуют изогнутый след называемый анти-хвост. В то же время, ионный хвост из газов, всегда направлен в сторону противоположную от Солнца. Кома может быть больше, чем диаметр Солнца, а ионный хвост может простираться на 1 а.е. и более.

 

Метеоры и метеориты.

Также существуют и такие космические объекты, которые можно наблюдать почти каждый вечер. Они сгорают при попадании в атмосферу Земли, оставляя при этом в небе узкий светящийся след – метеор. Эти тела называются метеорными, а их размеры не больше песчинки.

Метеориты — это крупные метеорные тела, которые достигают земной поверхности. Из-за столкновения с Землей огромных метеоритов, в далеком прошлом, образовались огромные кратеры на ее поверхности. Почти миллион тонн метеоритной пыли ежегодно оседает на Земле.

Строение Солнечной системы [Состав, Структура, Тела]

см. Солнце

Солнце — это одна из звёзд, только находится она несравненно ближе к Земле, чем другие звёзды.

Планеты Солнечной системы

см. Планета

Основная масса вещества Солнечной системы (исключая са­мо Солнце) содержится в восьми больших планетах. Все они движутся по орбитам, близким к кеплеровым, плоскости ко­торых наклонены к плоскости солнечного экватора под неболь­шими углами, за исключением орбиты Меркурия (7°) и карликовой планеты Плуто­на (19°). Вращение Солнца вокруг своей оси и обращение пла­нет вокруг него происходят в одном направлении. Расстояния между орбитами планет закономерно возрастают по мере уда­ления от Солнца.

По своим характеристи­кам (размерам, массам, скорости вращения вокруг оси, хими­ческому составу планет и их атмосфер) планеты Солнечной системы делятся на две большие группы:

Эти группы как бы разделены поясом астероидов.

Чёткое разделение планет на две группы является важным экспериментальным фактом, который обязательно должен быть объяснён современной теорией происхождения и эволюции Сол­нечной системы.

Планеты группы Земли исследованы в настоящее время до­вольно хорошо благодаря космическим полётам АМС и экспе­дициям на Луну. Полученные данные имеют большое значе­ние для одной из самых «земных» наук — геологии.

см. Астероид

Астероиды имеют диаметр от 1 до 1000 км. Их общая масса, несмотря на огромное их число, не превышает 1/100 массы Земли.

Пояс астероидов

Орбиты большинства астеро­идов расположены между орбитами Марса и Юпитера, обра­зуя пояс астероидов (рис. 45). Орбиты некоторых из них силь­но вытянуты. Так, астероид Гидальго удаляется от Солнца за пределы орбиты Сатурна, а Икар заходит внутрь орбиты Мер­курия.

Пояс Койпера

Кроме известного с начала XIX в. пояса астероидов меж­ду Марсом и Юпитером, на краю Солнечной системы за орби­той Нептуна находится ещё один пояс астероидов — пояс Кой­пера. Обнаружение этих астероидов чрезвычайно сложная за­дача. Они очень далеки от Солнца и очень слабы. Тем не менее, уже открыто более 100 объектов пояса Койпера. По мне­нию многих исследователей, Плутон является самым большим представителем этого семейства астероидов.

Столкновение с Землёй

Некоторые астероиды могут сближаться с Землёй. На­пример, в 1976 г. Икар приблизился к Земле на расстояние всего 7 млн км. Хотя есть сообщения, что некоторые неболь­шие астероиды заходили внутрь орбиты Луны, столкновение Земли с астероидом настолько маловероятно, что происходит раз в несколько сотен миллионов лет. В настоящее время не­известно ни одного астероида, столкновение с которым может произойти в сколько-нибудь обозримое время.

см. Комета

За поясом Койпера, в пределах 100 000 а. е., расположено Обла­ко Оорта, которое иногда называют облаком комет. Сами буду­щие кометы представляют собой глыбы «грязного», т. е. с включениями твёрдых частиц, водяного, водородного и углево­дородного снега. Это остатки того материала, из которого об­разовались планеты. Время от времени в результате столкнове­ний между собой или под дейст­вием возмущений со стороны ближайших звёзд отдельные глыбы изменяют своё движение и попадают в центральные области Солнечной системы. Если этим телам придётся «встретиться» с Нептуном, Ураном, Са­турном или Юпитером, они могут быть выброшены в область внутренних планет. Так возникают кометы.

Орбиты комет отличаются разнообразием. Как правило, они очень сильно вытянуты (иногда практически неотличимы от параболических). Не исключено, что эти кометы покидают Солнечную систему. В то же время не обнаружено ни одной кометы, орбита которой была бы гиперболической, т. е. та­кой, которая заведомо пришла бы к нам из другой планетной системы. Встречаются также кометы, орбиты которых близки к круговым (например, комета Швассмана — Вахмана дви­жется между орбитами Марса и Юпитера). Среди комет встре­чаются объекты, движущиеся по орбите в направлении, обрат­ном движению планет (в том числе известная комета Галлея). Материал с сайта http://wikiwhat. ru

Метеорные тела и межпланетная пыль

см. Метеор, Метеорит

Метеорные тела (размером от долей миллиметра до кило­метра в диаметре) и межпланетная пыль (частички, размер которых не превышает сотни микрометров) заполняют прак­тически все пространство Солнечной системы. Метеорные те­ла и пыль образуются при распаде комет, при столкновениях астероидов между собой, а также между кометами и мелки­ми телами. Мелкие метеорные тела и пылинки недолговечны. Световое давление и солнечный ветер оказывают на них тор­мозящее действие, и они медленно падают на Солнце. На рас­стоянии в несколько радиусов Солнца метеорные тела нагре­ваются до тысячи кельвин и испаряются. Для больших мете­оритов этот процесс практически незаметен. Для пылинки раз­мером в доли миллиметра он продолжается столетия, а час­тички размером в несколько микрометров просто «выметают­ся» давлением света из пределов Солнечной системы.

Картинки (фото, рисунки)

• 44. Схема строения Солнечной системы» data-thumb=»http://wikiwhat.ru/public/page_images/697/0x65-44.jpg» data-src=»http://wikiwhat.ru/public/page_images/697/44.jpg»>

  Рис. 44. Схема строения Солнечной системы

• Рис. 45. Строение астероидных поясов

Вопросы к этой статье:

• Охарактеризуйте строение Солнечной системы.

• Перечислите основные элементы Солнечной системы.

Астрономия

Астрономия — наука, изучающая движение, строение и развитие небесных тел и их систем. Накопленные ею знания применяются  для практических нужд  челове­чества. Само слово «астрономия» происходит от греческих слов Астрон – светило и нОмос — закон

Астрономия возникла на основе практических потребностей че­ловека и развивалась вместе с ними. Зачатки астрономии существовали уже тысячи лет назад в Вавилоне, Египте и Китае для це­лей измерения времени и ориентировки по странам света. И в наше время астрономия используется для кораблевождения, для опреде­ления точного временя и для других практических нужд.

Астрономия изучает физическую природу небесных тел, их влияние на Землю. Например, Луна и Солнце вызывают на Земле приливы и отливы. Разного рода солнечные излучения иногда переменной интенсивности влияют на процессы в земной атмосфере и на жизнедеятельность организмов. Различные явления на Земле и в космосе взаимосвязаны и взаимообусловлены.

Астрономия изучает во Вселенной вещество в таких состояниях и масштабах, которые неосуществимы в физических лабораториях. Поэтому астрономия помогает расширить физическую картину ми­ра и стимулирует развитие физики и математики. Она в свою оче­редь пользуется их методами и выводами. Астрономия взаимосвя­зана и с другими науками, например с химией, геологией.

Научившись предвычислять появления комет и наступление затмений Солнца и Луны, астрономия положила начало борьбе с суевериями. Она показывает возможность естественного науч­ного объяснения происхождения Земли и других небесных све­тил.

Астрономия — наука, в основе которой лежат наблюдения. Но в последнее время облет небесных тел и посадки на них снабжают астрономию экспериментальным материалом. Объекты астрономи­ческого исследования — небесные светила, бывшие еще недавно не­досягаемыми, — стали доступны для непосредственного изучения (конечно, лишь ближайшие).

Строение солнечной системы: планеты земной группы

Центральное тело нашей системы планет – Солнце сосредоточило в себе 99 % всей массы Солнечной системы. Остальные 0,1 % вещества и материи составляют девять больших и маленьких планет (Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон), вращающихся вокруг «желтого карлика» — Солнца. Почти у каждой из них есть несколько десятков спутников. Помимо планет, наша солнечная система включает в себя кометы, метеорит, астероиды и миллионы других космических объектов. Изучив строение Солнечной системы, можно понять, что орбиты основных планет наклонены под небольшими углами к оси эклиптики и описывают вокруг Солнца траекторию в виде эллипса, весьма близкого к кругу. Количество малых планет в результате научного прогресса непрерывно увеличивается год от года и к настоящему времени их перевалило за 1500 тысячи.

По размерам планеты солнечной системы можно разделить на две основные группы. К первой относятся сравнительно небольшие планеты, расположенные близко к Солнцу: Меркурий, Венера, Земля, Марс. Эти планеты ученые назвали земной группой. Ко второй группе относят более удаленные от Солнца планеты и большие по размерам: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Эта группа называется группой Юпитера. Эти группы разделены поясом астероидов или малых планет. Рассматривая физические характеристики планет из разных категорий, можно заметить их основные отличия. Например, средняя плотность группы Юпитера составляет около 1,21 г/см³, а планет земной группы около 4,5 г/см³, а средняя плотность. Исходя из таких показателей плотности, можно сделать логичный вывод, что планеты группы Земли – это твёрдые тела.

Планеты солнечной системы

Объяснить сильные различия между отдаленными планетами-гигантами и планетами земной группы довольно просто. (Самая далекая планета Плутон, больше похожа на один из спутников какой-нибудь далекой планеты). Планеты земной группы, потеряли большую часть основной массы водорода, из которых формировалась наша солнечная система, а отдаленные планеты, практически полностью состоят из таких легких газов.

Что бы заметить еще большую разницу между двумя группами, достаточно сопоставить периоды вращения вокруг оси. Планеты, приближенные к Солнцу, совершают оборот вокруг собственной оси за период, больший суток, т. е. их вращение довольно медлительно. А вот, вращение планет-гигантов вокруг собственной оси составляет менее полусуток, что является гораздо более быстрым вращением. Например, самая крупная из планет – Юпитер имеет плотность 1,32 г/см³ и совершает оборот всего за 9ч 50м.  Водород и гелий, являются основными элементами, которые определяют химический состав планеты. Сатурн имеет меньшую плотность по сравнению с Юпитером (0,686 г/см³) но по размерам очень схож с ним. Оставшиеся два гиганта – Нептун и Уран (с массой около 10²⁹ г) – мало отличаются химическому составу и по средней плотности – 1,64 и 1,28 г/см³ соответственно. Все четыре планеты традиционно выделяются в группу планет-гигантов, из-за больших размеров и газового состава.

Плотность Земли и Венеры, входящих в состав планет земного типа составляет 5,52 и 5,24 г/см³, при том, что они почти не отличаются по размерам. Перечень больших планет Солнечной системы дополняет необычный объект – Плутон, открытый в 1930 году, сначала приняли за девятую планету солнечной системы. В то время, он занимал самое удаленное от Солнца положение, но за счет своей необычной орбиты, которая обладает значительным эксцентриситетом, он пересек орбиту Нептуна и превратившись в восьмую по удаленности от Солнца планету. Планеты-гиганты составляют внешнюю часть Солнечной системы, а планеты земной группы образуют ее внутреннюю часть. Между ними располагается пояс астероидов, отделяющий их друг от друга, в котором сосредоточена большая часть малых планет. На самых дальних границах Солнечной системы, скорей всего, сосредоточены гигантские облака по массам и размерам комет, которые могли посещать окрестности Солнца за миллионы лет до появления жизни на Земле.

За последние несколько десятков лет, на космических просторах было найдено  более тридцати объектов, размером более 100 км и которые имеют сходство с ядрами комет, названных транснептуновыми. Согласно оценкам экспертов, на расстоянии между 25 и 55 а. е. от Солнца имеется более 70 000 тел размерами от 90 до 500 км.

Ударные процессы в Солнечной системе

На поверхности всех космических тел, у которых есть твердая оболочка, можно наблюдать ямы и впадины, именуемые — кратеры. Они возникли в результате падения тел различной массы и размеров на различные объекты солнечной системы. Размеры кратера, образующегося при ударе, могут во много раз превосходить размеры упавшего тела, а скорость превышать 20км/с. По наблюдениям ученых, самый большой кратер, известный в нашей Солнечной системе обнаружен на лунной поверхности. Это огромное образование на обратной стороне Луны,  которое относится к эпохе завершения процесса формирования планетных тел, то есть разделению на мантию, ядро и кору. Гигантская многокольцевая впадина глубиной 12 км расположена вблизи ее южного полюса и имеет диаметр внешнего контура около 2500 км. Если рассмотреть количество мелких кратеров внутри впадины, время ее образования можно отнести к раннему периоду формирования лунной истории. Обобщив все научные факты, ученые предполагают, что этот кратер – след гигантского столкновения ранней Луны с очень крупным космическим телом. Такое событие является поистине грандиозным, потому что размеры впадины, оставшейся после удара, превышают лунный радиус.

Строение солнечной системы (2) (Реферат)

МОУСОШ №7 ДОКЛАД ПО АСТРОНОМИИ СТРОЕНИЕ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ Новочеркасск 2004г. Новочеркасск 2004г.

Введение

Последнее десятилетие принципиально изменило наши представления о строении, динамической эволюции и устойчивости Солнечной системы. Привычными стали сообщения об открытии новых объектов, выявлении новых динамических структур, проявлении свойств неустойчивости движения или хаотического поведения у тех или иных групп объектов.

Это вызвано несколькими причинами: появление новых инструментов и модернизация старых, применение высокочувствительных ПЗС–матриц и новых методов математической обработки результатов наблюдений. Все это позволяет наблюдать новые объекты, имеющие очень малую яркость и существенное собственное движение.

Новые аналитические и численные методы небесной механики в совокупности с современными вычислительными системами дают возможность моделировать движение тел Солнечной системы на интервалах времени, сравнимых с ее возрастом и даже многократно превышающих его.

На наших глазах происходит смена представлений о динамике Солнечной системы: от регулярной и устойчивой к хаотической и неустойчивой. Все это напоминает ситуацию в физике начала XX века, когда совершался переход от классической к релятивистской картине Мира. Нам предстоит разобраться где, когда и при каких условиях мы можем рассматривать Солнечную систему регулярной и устойчивой, а в каких случаях проявляются признаки хаоса и неустойчивости.

Начнем рассмотрение с современных представлений о структуре Солнечной системы. Затем обсудим понятия устойчивости и неустойчивости движения, условия возникновения резонансов и хаотического поведения. После этого проанализируем динамику малых тел Солнечной системы и обратимся к большим планетам. В заключение рассмотрим динамику Солнечной системы как целого на временах, сравнимых с ее возрастом.

Солнечная система представляет собой группу небесных тел, весьма различных по своим размерам и физическому строению. В эту группу входят: Солнце, Девять больших планет, вместе с 61 спутником, более 100000 планет (астероидов) , порядка десяти комет, а также бесчисленное множество метеорных тел движущихся как роями так и в виде отдельных частиц.

Все эти тела объединены в одну систему благодаря силе притяжения центрального тела — Солнца. Масса солнца приблизительно в 750 раз превосходит массу всех остальных тел, входящих в эту систему . Гравитационное притяжение звезды является главной силой, определяющей движение всех обращающихся вокруг него тел Солнечной системы . Среднее расстояние от солнца до самой далекой от него планеты Плутон 39,5 а.е., что очень мало по сравнению с расстоянием до ближайших звезд. Только некоторые кометы удаляются от солнца на 10⁵ а.е. и подвергаются воздействию притяжения звезд.

В Солнечной системе наблюдается огромный диапазон масс, особенное если учесть наличие в межпланетном пространстве космической пыли. Различие в массах между солнцем и какой-нибудь пылинкой в тысячную долю миллиграмма будет составлять около 40 порядков (иначе говоря, отношение их масс будет выражаться числом с 40 нулями.).

Современные представления о строении Солнечной системы

Все объекты Солнечной системы можно разделить на четыре группы: Солнце, большие планеты, спутники планет и малые тела. Мы пока ничего не говорим о спутниках малых тел, поскольку к настоящему времени таких объектов открыто всего два, а наблюдательной информации недостаточно, чтобы детально исследовать их динамику.

Солнце — динамический центр системы. Его гравитационное влияние является доминирующим в Солнечной системе за исключением малых областей в окрестности других объектов.

Большие планеты — визитная карточка Солнечной системы. Пять ближайших к Земле больших планет были известны с ранней истории человечества. Это — Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн. История открытия трех других больших планет показывает как менялось отношение астрономов к вопросу о размерах и населении Солнечной системы.

Открытие Урана явилось сюрпризом. Весной 1781 г. Вильям Гершель на своем 7-футовом (2.1 м) телескопе проводил наблюдения по программе определения параллаксов звезд. 13 марта 1781 г. он сделал запись об обнаружении туманной звезды или кометы. Спор о природе открытого объекта продолжался до 1787 г., когда Гершель открыл два спутника Урана: Оберон и Титанию.

Открытие Нептуна стало триумфом теории тяготения Ньютона. Анализируя неравенства в движении Урана, Бессель в Кенигсберге в 1840 г., Адамс в Кембридже в 1841 г. и Леверье во Франции в 1845 г. независимо друг от друга рассчитали орбиту планеты, ответственной за эти возмущения. 23 сентября 1846 г. Галле и д’Аррест из Берлинской обсерватории по эфемеридам Леверье открыли Нептун.

Открытие Плутона можно назвать запрограммированным. В 1896 г. Персиваль Ловелл обнаружил остаточные невязки в движении Урана после учета возмущений от Нептуна и высказал гипотезу, что эти возмущения производятся неизвестной занептунной планетой. В середине 90-х годов XIX века в Аризоне Ловелл построил обсерваторию, которая стала центром поиска новой планеты. В течение почти 30 лет было проведено несколько компаний по поиску Плутона. Но безрезультатно. В 1916 г. умер Ловелл. В 1929 г. Клод Томбо на 13-дюймовом (0.33 м) рефракторе начал новую атаку на Плутон. Открытие пришло 18 февраля 1930 г., когда Томбо сравнивал фотопластинки, полученные 23 и 29 января 1930 г. Директор Ловелловской обсерватории сообщил об открытии 13 марта 1930 г. в 149-ю годовщину открытия Урана Гершелем и 75-ю годовщину со дня рождения Персиваля Ловелла. За время поиска Плутона было проведено сравнение около 90 млн. изображений звезд в течение 7000 часов на блинк-компараторе.

Существуют ли большие планеты за орбитой Плутона? Анализ траекторий движения тел Солнечной системы и космических аппаратовПионер10,Пионер–11, Вояджер–1, Воджер–2 позволяют утверждать, что объектов, сравнимых с Плутоном, и более крупных во внешней области Солнечной системы не существует.

История открытия спутников планет не менее драматична, но мы не будем на ней останавливаться. Отметим только, что спутниковые системы планет-гигантов сложностью своего устройства зачастую превосходят Солнечную систему. Не до конца решен вопрос о происхождении двойных планет Земля–Луна и Плутон–Харон.

Малые тела Солнечной системы — пробный камень и золотая жила небесной механики, кладезь новых открытий. Самые известные малые тела — кометы. Упоминания о кометах можно найти в легендах и летописях практически всех народов Земли. По динамическим признакам кометы разделяются на долгопериодические и короткопериодические.

Долгопериодические кометы движутся по орбитам, большие полуоси которых достигают десятков тысяч астрономических единиц, а периоды обращения — десятков миллионов лет. Орбиты сильно вытянуты, их эксцентриситеты близки к единице. Ориентация орбит и их наклоны к плоскости эклиптики распределены случайным образом. В настоящее время имеются сведения более, чем о 700 таких комет.

Короткопериодические кометы имеют периоды менее 200 лет, умеренные эксцентриситеты, для большинства из них наклон орбит к плоскости эклиптики не превышает 35? . Короткопериодические кометы делятся на семейства по признаку планеты-гиганта, определяющей динамику кометы. В настоящее время известно около 180 короткопериодических комет. Большинство из них принадлежит семейству Юпитера.

Самая многочисленная популяцию малых тел Солнечной системы — астероиды. Первый астероид — Церера — был открыт в первый день XIX века сицилийским астрономом Пиацци. Хотя открытие и носило случайный характер, оно послужило толчком к разработке Гауссом классического метода определения орбит по трем наблюдениям и метода наименьших квадратов, благодаря которым удалось вычислить орбиту и переоткрыть Цереру спустя почти год после первых наблюдений. В настоящее время известно несколько десятков тысяч астероидов. И это число стремительно растет.

Популяция астероидов неоднородна. Большинство астероидов движутся по орбитам близким к круговым в поясе астероидов между орбитами Марса и Юпитера. В 1866 г. Кирквуд исследовал зависимость числа астероидов от больших полуосей их орбит и обнаружил, что полученное распределение имеет несколько глубоких минимумов. Позднее выяснилось, что эти минимумы соответствуют соизмеримости средних движений Юпитера и астероида. Они получили название люков Кирквуда.

Хотя астероиды движутся по эллиптическим орбитам, треугольник Солнце–Юпитер–астероид всегда остается близким к равностороннему. Иногда обе группы астероидов называют троянцами. По состоянию на 1 апреля 1999 г. известно 476 астероидов-троянцев (474 у Юпитера и 2 у Марса).

Еще одна группа астероидов — астероиды, сближающиеся с Землей. Их перигелийные расстояния меньше 1.33 а.е. В настоящее время известно несколько тысяч таких астероидов. Около сотни из них представляют реальную угрозу для Земли: они пересекают ее орбиту и имеют размер более 1 км. Столкновение Земли с подобным астероидом вызовет глобальную катастрофу, подобную той, что привела к вымиранию динозавров. Имеется еще около тысячи астероидов размером от 30 до 50 м, также пересекающих орбиту Земли. Столкновение Земли с таким астероидом способно вызвать локальную катастрофу типа тунгусской. Однако, ни один из известных астероидов не столкнется с Землей в ближайшем будущем, в течение 33 лет, в 21 веке.

Всё о Солнечной системе

Содержание страницы:

На краю галактики Млечный Путь мерцает звёздочка по имени Солнце. По звёздной классификации это жёлтый карлик. Хотя нам, живущим её теплом и светом, эта звезда представляется огромной, всемогущей. Около 5 миллиардов лет назад из пылевого протозвёздного вещества образовалось Солнце, а вслед за ним планеты. В результате получилась планетная система, размером около 150 000 астрономических единиц (а. е.).Астрономическая единицаЭто расстояние от Земли до Солнца. Примерно 149 млн. км. Свет проходит это расстояние примерно за 500 секунд (8 минут 20 секунд)

Все планеты расположены с определённой последовательностью, расстояния между их орбитами возрастают по мере удаления планет от Солнца.

Состав Солнечной системы

Солнце

Солнце, сосредоточило в себе 99,9% всей массы системы. Звезда состоит в основном из водорода и гелия. По сути, это гигантский термоядерный реактор. Температура поверхности около 6000 °С. Но зато внутренний нагрев светила зашкаливает за 10 000 000 °С.

Со скоростью 250 км/сек наша звезда мчится в космосе вокруг центра галактики, до которого «всего» 26 000 световых лет. И на один оборот уходит около 180 миллионов лет.

Планеты и их спутники

Земная группа.

Меркурий

Ближайшая к Солнцу, но и самая малая из планет. Она очень медленно обращается вокруг себя, за полный оборот вокруг светила делая лишь полтора оборота вокруг своей оси. Планета не имеет ни атмосферы, ни спутников, днём раскаляясь до +430 °С, а ночью охлаждаясь до – 180 °С.

Венера

Самая романтичная и ближайшая к Земле планета тоже для жилья не пригодна. Она плотно укутана толстым одеялом облаков из углекислого газа, и при температуре до + 475 °С имеет давление у поверхности, испещрённой кратерами, свыше 90 атмосфер. Венера очень близка Земле размерами и массой.

Марс

Похож на нашу планету по своей структуре. Радиус его в два раза меньше земного, а масса меньше на порядок. Здесь можно было бы прожить, но отсутствие воды и атмосферы мешают это сделать. Марсианский год в два раза длиннее земного, зато сутки практически той же продолжительности. Марс богаче первых двух планет, имея два спутника: Фобос и Деймос, переводимые с греческого как «страх» и «ужас». Это небольшие каменные глыбы, очень похожие на астероиды.

Планеты-гиганты.

Юпитер

Самая крупная газовая планета-гигант. Будь его масса в несколько десятков раз больше, он реально смог бы стать звездой. Сутки на планете длятся около 10 часов, а год протекает за 12 земных. Юпитер, как Сатурн и Уран, имеет систему колец. Их у него четыре, но они не очень ярко выражены, из далека можно и не заметить. Зато спутников у планеты больше 60.

Сатурн

Это самая окольцованная планета, которую имеет Солнечная система. Ещё у Сатурна есть особенность, которой не имеют другие планеты. Это его плотность. Она меньше единицы, и получается, что если найти где-то огромный океан и бросить в него эту планету, то она не утонет. На данное время открыто более 60 спутников этого гиганта. Основные из них – Титан, Энцелад, Диона, Тефия. Сатурн похож на Юпитер по строению атмосферы.

Уран

Особенность этой планеты, предстающей наблюдателю в тонах сине-зелёных, в его вращении. Ось вращения планеты практически параллельна плоскости эклиптики. Говоря обыденным языком, Уран лежит на боку. Но это не помешало ему обзавестись 13 кольцами и 27 спутниками, самые известные из которых Оберон, Титания, Ариэль, Умбриэль.

Нептун

Так же, как и Уран, Нептун состоит из газа, включающего в себя воду, аммиак и метан. Последний, концентрируясь в атмосфере, придаёт планете голубой цвет. Планета имеет 5 колец и 13 спутников. Главные: Тритон, Протей, Ларисса, Нереида.

Плутон

Самая большая среди карликовых планет. Он состоит из каменистого ядра, покрытого толщей льда. Только в 2015 году до Плутона долетел космический аппарат и сделал детальные снимки. Главный его спутник — Харон.

Малые объекты

Пояс Койпера. Часть нашей планетной системы от 30 до 50 а. е. Здесь сосредоточена масса малых тел, льдов. Они состоят из метана, аммиака и воды, но есть объекты, включающие в себя горные породы и металлы.

Астероиды. Орбиты этих каменных или металлических глыб в основном находятся у плоскости эклиптики. Пути некоторых астероидов пересекаются с земной орбитой. И, хотя вероятность нежеланной встречи ничтожна мала, но… 65 миллионов лет назад она, вероятно, всё же состоялась.

По легенде, некую планету Фаэтон, мирно вращавшуюся вокруг светила, разорвал в клочья своей гравитацией Юпитер. И получился прекрасный пояс астероидов. В действительности подтверждения этому наука не даёт.

Кометы. Если перевести это слово с греческого, получится «длинноволосый». И это так. Когда ледяная странница приближается к Солнцу, она распускает длинный хвост из испаряющихся газов на сотни миллионов километров. Комета имеет и голову, состоящую из ядра и комы. Ядро – ледяная глыба из застывших газов с добавками силикатов и частиц металлов. Возможно, что присутствует и некая органика. Кома – это газопылевое окружение кометы.

Облако Оорта. Ян Оорт, ещё в 1950 году, предположил существование облака, заполненного объектами из обледеневших аммиака, метана и воды. Пока не доказано, но возможно, что облако начинается от 2 — 5 тысяч а.е., простираясь до 50 тысяч а. е. Большинство комет происходят именно из облака Оорта.

Место Земли в Солнечной системе

Более удачного положения, чем то, что занимает Земля, придумать невозможно. Участок нашей галактики довольно спокойный. Солнце обеспечивает постоянное, равномерное свечение. Оно выделяет ровно столько тепла, излучения и энергии, сколько требуется для зарождения и развития жизни. Саму же Землю словно продумали заранее. Идеальный состав атмосферы, и геологическое строение. Нужный фон радиации и температурный режим. Наличие воды с её удивительными свойствами. Присутствие Луны, именно такой массы и на таком расстоянии, как это требуется. Есть ещё очень много совпадений, имеющих решающее значение для благоприятной жизни на планете. И нарушение практически любого из них сделало бы маловероятным возникновение и существование жизни.

Стабильность системы

Обращение планет вокруг Солнца происходит в одном (прямом) направлении. Орбиты планет практически круговые, а их плоскости близки к плоскости Лапласа. Это основная плоскость Солнечной системы. Законам механики подчиняется наша жизнь, и Солнечная система не исключение. Планеты связаны друг с другом законом всемирного тяготения. Исходя из отсутствия трения в межзвёздном пространстве, можно уверенно предположить, что движение планет относительно друг друга не изменится. Во всяком случае, в ближайшие миллионолетия. Многие учёные пытались рассчитать будущее планет нашей системы. Но у всех – и даже у Эйнштейна – получалось одно: планеты солнечной системы будут стабильны всегда.

Несколько интересных фактов

• Температура солнечной короны. Температура возле Солнца больше, нежели на его поверхности. Эту загадку разгадать пока не удаётся. Возможно, проявляют действие магнитные силы атмосферы звезды.
• Атмосфера Титана. Это единственный из всех спутников планет, имеющий атмосферу. И состоит она в основном из азота. Почти как земная.
• Остается загадкой, почему активность Солнца изменяется с определенной периодичностью и временем.

Давно и успешно исследуется наша планетная система. Луна, Венера, Марс, Меркурий, Юпитер и Сатурн находятся под постоянным наблюдением. На нашем спутнике оставлены следы людей и вездеходов. По Марсу разъезжают автономные марсоходы, передавая ценную информацию. Легендарный «Вояджер» уже пролетел всю Солнечную систему, перешагнув её границы. Даже на комету удалось посадить рабочий модуль. И уже готовится пилотируемое путешествие на Марс.

Нам невероятно повезло, что мы поселились в таком месте Вселенной. Хотя, есть ли иные миры, никто ещё не доказал. Но и нашу систему прекрасных планет мы ещё так мало знаем. Вот и сейчас мы спокойны, деловиты. А, возможно, уже выпущен камушек из облака Оорта и летит точно к Юпитеру. Или, всё же, на этот раз к нам?

Строение Солнечной системы

Как плоская истёртая монета,

на трёх китах покоилась планета.

И жгли учёных-умников в кострах,

тех, что твердили «дело не в китах»

Наум Олев

С данной темы начинается изучение астрономии, и начнается, конечно, с Солнечной системы.

Известно, что движение звезд на небосклоне привлекало людей с древнейших времен. Однако, правильное представление о строении солнечной системы пришло не сразу. Раньше считалось, что Земля – это центр Вселенной, а всё остальное движется вокруг неё. Многие звёзды ассоциировались с божествами, поскольку люди привыкли относить к «божественной деятельности» всё то, что они не в силах объяснить, основываясь на своих знаниях.

Таким образом, во времена Николая Коперника использовалась геоцентрическая система – то есть, система отсчёта, связанная с Землей. Коперник доказал, что всё-таки, Земля вращается вокруг Солнца, а не наоборот. В связи с этим ввели гелиоцентрическую систему, то есть, систему отсчета, связанную с Солнцем. В ней наиболее просто описать движение различных небесных тел, видимых с Земли.

 Итак, на сегодняшний день хорошо известно, что наша планета, Земля, вращается вокруг Солнца – звезды, которая образует нашу систему. Вместе с Землёй вокруг Солнца вращаются и другие планеты: Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. У некоторых планет есть спутники: больше всего их у Юпитера и Сатурна. У Земли имеется один спутник – это Луна.

И то, Луна непропорционально массивный и большой спутник для Земли, поэтому, Луна постепенно удаляется, и возможно, когда-то перестанет быть спутником нашей планеты. Спутник Плутона – Харон, по размерам немногим уступает самому Плутону и находится на сравнительно близком расстоянии. Поэтому, система Плутон-Харон часто рассматривается как двойная планета.

Плутон до недавнего времени считался классической планетой, но впоследствии его отнесли к карликовым планетам, и теперь он является одним из крупнейших транснептуновых объектов. Под транснептуновыми объектами подразумеваются все объекты, вращающиеся в Солнечной системе, радиус орбиты которых больше, чем радиус орбиты Нептуна (эти объекты образуют пояс Койпера, который и является условной границей Солнечной системы).

За земной год Солнце проходит путь, который называют эклиптикой.

Только не надо думать, что Солнце реально оказывается в этих созвездиях. Оно оказывается на фоне этих созвездий для наблюдателя с Земли. Это происходит, потому что Земля вращается вокруг Солнца. Например, с 21 января, по 19 февраля, Солнце видно на фоне созвездия Водолея. Понять это довольно просто. Попробуйте расставить несколько фигурок или картинок полукругом. В центр этого полукруга положите небольшой шарик. Если вы будете смотреть на шарик под разными углами, то он будет оказываться на фоне разных картинок.

Всего различают 88 созвездий, видимых с Земли. Особое положение среди этих созвездий занимают 12 созвездий, которые называются зодиакальными. В астрономии часто используют небесный экватор, то есть, проекцию земного экватора на небесную сферу.

На рисунке показаны эклиптика и небесный экватор. Если говорить проще, то небесный экватор – это воображаемый эллипс, по которому равномерно двигается условная точка, называемая средним солнцем. Это условная точка, к которой привязаны средние солнечные сутки. Реальные солнечные сутки колеблются в зависимости от положения Солнца на эклиптике.

Именно с расположением Земли относительно Солнца связаны времена года. Мы привыкли считать, что зима начинается в декабре, весна начинается в марте, лето – в июне, а осень – в сентябре. На самом деле, это не совсем так: у нас есть четыре времени года, которые разделяются днями равноденствия и солнцестояния. Именно эти дни и определяют реальную смену времен года. 22 декабря северное полушарие наиболее отвёрнуто от Солнца, поэтому и становится холоднее, то есть наступает зима. А 22 июня – наоборот: северное полушарие наиболее повернуто к Солнцу, становится теплее, и наступает лето. Аналогично, астрономическая весна наступает 21 марта, а астрономическая осень – 23 сентября. Эти дни называются днями равноденствия (поскольку продолжительность дня составляет ровно половину суток). В южном полушарии всё наоборот: зима в июне,  лето в декабре, весна в сентябре, а осень – в марте.

Итак, именно на движении планет и звезд основывается исчисление времени. Например, год – это полный оборот вокруг Солнца, а сутки – это полный оборот вокруг своей оси. Скажем, год на Меркурии длится всего 88 Земных суток. Но при этом Меркурий поворачивается вокруг своей оси лишь за 59 суток. То есть на Меркурии сутки длятся две третьих года, как это ни странно звучит для нас. Зато на Марсе, сутки почти равны земным суткам. Они составляют примерно 24 часа 39 минут. А вот год длится почти 2 земных года – 687 земных суток. Вообще, помимо Марса и Меркурия с Земли невооружённым глазом видно Венеру, Юпитер и Сатурн.

Сегодня практически никто не сомневается в том, что Земля вращается вокруг Солнца, а не наоборот. Но, на чем основано это предположение? На самом деле, это не просто предположение, а состоятельная теория, которую не так сложно обосновать. Дело в том, что если Земля вращается вокруг Солнца, то наиболее близкие звезды должны периодически смещаться на небосклоне по отношению к далеким звездам. Это подтверждено многочисленными наблюдениями. Подобное смещение называется параллактическим, а угол, под которым со звезды виден радиус Земной орбиты, называется параллаксом. Конечно, радиус орбиты Земли хорошо известен, поэтому, зная параллакс той или иной звезды, можно вычислить расстояние между ней и Солнцем. Из-за огромных расстояний, параллакс, как правило, очень мал, поэтому часто используется приближённые вычисления (для очень малых углов синус угла равен самому углу в радианах).

где r – расстояние от Солнца до звезды,

а₀ – средний радиус орбиты Земли, км,

p – параллакс в радианах.

Рассмотрим некоторые величины, используемые в астрономии. Существует такая величина, как астрономическая единица – это расстояние от Земли до Солнца, которое составляет приблизительно 150 миллионов километров. Рассмотрим указанную выше формулу. Угол в радианах можно перевести в угловые секунды.

Тогда расстояние до звезды будет измеряться в парсеках. Исходя из представленной формулы

Например, ближайшая к нам звезда (a-Центавра) имеет параллакс, равный 0,751 угловых секунд, то есть расстояние до этой звезды составляет 1,33 парсека (буквой a, как правило, обозначается самая яркая звезда в созвездии).

Рассмотрим общие сведения о Солнечной системе. Солнечная система образовалась примерно четыре с половиной миллиарда лет назад в результате гравитационного сжатия газового облака. Меркурий, Венера, Земля и Марс являются меньшими планетами – их называют внутренними планетами или планетами земной группы. Эти планеты состоят из металлов и силикатов (под силикатами подразумеваются всевозможные минералы). Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун называются внешними планетами (или газовыми гигантами).

Действительно, эти планеты во много раз превосходят размеры Земли и состоят в основном из газов. В составе Юпитера и Сатурна доминируют водород и гелий, а в составе Урана и Нептуна также присутствует метан и угарный газ. Плутон классифицируется как карликовая планета. Он, в основном состоит изо льда и горных пород, а его размеры относительно малы: он примерно в три раза меньше Луны.

Стоит отметить, что орбиты Нептуна и Плутона пересекаются: Нептун совершает три оборота вокруг Солнца за то время, за которое Плутон совершает два оборота вокруг Солнца. Примечательно то, что, несмотря на это, Плутон не оказывается к Нептуну ближе чем на 17 а.е., в то время как к Урану он может приблизиться на 11 а.е. в определенных случаях.

Несомненно, о каждой из планет Солнечной системы существует множество интересных фактов, которые невозможно осветить все эти факты в рамках одной темы. Поэтому приведем таблицу, в которой даны основные сведения о Солнце и девяти ближайших к Солнцу планетах. В таблице указано расстояние от каждой планеты до Солнца, но следует понимать, что имеется ввидусреднее расстояние, поскольку оно непостоянно из-за того, что орбиты планет не являются окружностями.

	Солнце	Меркурий	Венера	Земля	Марс	Юпитер	Сатурн	Уран	Нептун
Масса, кг	1,99×1030	3,3×1023	4,87×1024	5,97×1024	6,4×1023	1,9×1027	5,68×1026	8,68×1025	1,02×1026
Средний Радиус, км	6,69×106	2439,7	6051,8	6371	3389,5	66911	57316	25266	24553
Плотность, кг/м3	1409	5427	5240	5515	3933	1326	687	1270	1638
Расстояние до Солнца, км	0	5,79×107	1,08×108	1,5×108	2,28×108	7,79×108	1,49×109	2,88×109	4,51×109
В сравнении с массой Земли	332982	0,055	0,815	1	0,107	317,6	95	14,6	17,16
В сравнении с радиусом Земли	109	0,38	0,95	1	0,53	10,5	9	3,97	3,85

 

Обратите внимание, что, несмотря на свои огромные (по сравнению с Землей) размеры, планеты-гиганты имеют сравнительно небольшую массу. Например, плотность Сатурна меньше плотности воды, то есть, если бы существовал достаточно большой океан, то Сатурн мог бы в нем плавать. Марс занимает особое положение среди остальных планет, поскольку всерьёз рассматривается как возможная колония Земли в будущем. На сегодняшний день установлено, что температура на Марсе колеблется от минус 153 ºС до плюс 20 ºС. Разумеется, такие колебания неприемлемы для жизни человека, но существует целая программа по созданию на Марсе атмосферы схожей с земной. По оценкам ученых, с современными технологиями это займет примерно 450 лет.

Конечно же, Солнечная система – это крупинка в нашей галактике, а наша галактика – крупинка во Вселенной.

Основные выводы:

– Солнечная система ограничивается поясом Койпера. В неё входят восемь основных планет, которые мы перечислили на сегодняшнем уроке: это Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.

– Плутон сегодня считается карликовой планетой и часто рассматривается как двойная планета вместе со своим спутником – Хароном.

– Эклиптика – это путь, который Солнце проходит за земной год на фоне зодиакальных созвездий.

– Небесный экватор – проекция земного экватора на небесную сферу. На небесном экваторе все солнечные сутки равны средним солнечным суткам.

– Параллакс – это изменение положения видимого объекта относительно удаленного фона, в зависимости от положения наблюдателя. В частности, параллакс – это угол, под которым со звезды виден радиус орбиты Земли. Зная параллакс, можно рассчитать расстояние от Солнца до той или иной звезды.

– За 1 астрономическую единицу (а.е.) принято считать среднее расстояние от Земли до Солнца, которое приблизительно составляет 150 миллионов километров.

Структура Солнечной системы | Центр космической стражи

Наша Солнечная система состоит из одной маленькой звезды (Солнца), восьми планет, нескольких миллиардов астероидов и еще нескольких миллиардов комет. Добавьте к этому массы пыли и газа, и вот оно.

Рядом с Солнцем находятся четыре маленькие каменистые планеты — Меркурий, Венера, Земля и Марс. Они очень похожи друг на друга, каждый имеет ядро ​​из смеси железа и никеля, окруженное каменистой коркой.

За Марсом есть место для другой планеты, но ее там нет. Вместо этого у нас есть кусочки, которые должны были срастись (слипнуться вместе), чтобы образовалась планета — это происходило повсюду. На самом деле мы находим миллионы кусочков камня и металла — астероиды. Так что астероиды — это кусочки планеты, которых никогда не было, и этого не произошло из-за самой большой из планет — Юпитера. Каждый раз, когда астероиды пытались срастись, их разрывало на части огромное гравитационное поле Юпитера.

Юпитер сам по себе является самой большой из планет, но он не твердый. Юпитер — это «газовый гигант», огромный шар из водорода — того же вещества, из которого состоит Солнце. Это не газ на всем протяжении — внешние слои, но глубже в планете давление сжимает газ в жидкость, а затем в твердое тело. Прямо посередине, вероятно, есть небольшое каменистое ядро. Сатурн очень похож на Юпитер, но больше всего известен своими кольцами. На самом деле у всех газовых планет-гигантов есть какие-то кольца, но кольца Сатурна, безусловно, самые яркие.

Помимо двух настоящих гигантов есть две меньшие газовые планеты, Уран и Нептун. Они похожи на Юпитер и Сатурн, но меньше и состоят из других газов — они намного холоднее

За пределами Нептуна все становится немного запутанным. Что далеко от Солнца диск материала, из которого образовались планеты, был действительно слишком тонким, чтобы образовать больше. Как только маленькие частицы слиплись вместе и оказались всего в нескольких милях или десятках миль в поперечнике, они оказались слишком далеко друг от друга, поэтому за Нептуном мы находим миллиарды глыб льда и грязи.В некоторых больше камней и грязи, чем льда (большие ледяные грязевые комки), а в других преобладает лед (грязные снежки), но все они называются «кометами». Некоторые из них довольно большие — один был ошибочно принят за планету (Плутон)! Эти кометы можно найти в «поясе» вокруг Солнца за пределами Нептуна, известном как пояс Койпера, и в массивном «пузыре», окружающем всю Солнечную систему. Этот огромный резервуар комет известен как Облако Оорта.

Далее – Метеориты

Классификация планет

Классификация планет

---

Классификация
планет

---

В этом курсе мы сосредоточимся на развитии нашего настоящего понимания Солнечной системы.Вот краткий обзор современная и древняя классификации планет.

Современная Солнечная система

Планеты современной Солнечной системы сгруппированы в несколько различных и иногда перекрывающиеся классификации, как показано на следующем рисунке:

1. Планеты внутри орбиты Земли называются Низшими Планеты : Меркурий и Венера.
2. Планеты за пределами орбиты Земли называются Высшими Планеты : Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон.
3. Планеты внутри пояса астероидов называются внутренними планетами (или земных планет ): Меркурий, Венера, Земля и Марс.
4. Планеты за пределами пояса астероидов называются Внешними Планеты : Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон.
5. Планеты, разделяющие газовую структуру Юпитера, называются Газовыми Гигантские (или юпитерианские) планеты : Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.

7 планет древних

Термин «планета» первоначально означал «странник»: его наблюдали давно что определенный точки света блуждали (меняли свое положение) относительно фон звезды в небе.В древности, до изобретение телескопа и до понимали нынешнюю структуру Солнечной системы, считалось, что 7 таких странников или планет: Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн, Луна и Солнце. Этот список во многих отношениях отличается от нашего современного списка планет:

1. Земля отсутствует, потому что не было понято, что точки свет, блуждающий по небесной сфере, и Земля, на которой мы стояли, ничего общего.
2. Уран, Нептун и Плутон отсутствуют, потому что они были бы только обнаружены, когда телескоп сделал их легко видимыми.
   • Уран едва виден невооруженным глазом; он был обнаружен в 1781 году.
   • Нептун и Плутон слишком тусклые, чтобы их вообще можно было увидеть без телескопа; Oни были открыты в 1846 и 1930 годах соответственно.
3. Солнце и Луна были классифицированы как планеты, потому что они блуждали по небесная сфера, как Марс, Юпитер и другие планеты.

Центральной темой нашего первоначального обсуждения будет то, как «7 планет Древние» (только 5 из которых на самом деле являются планетами) превратился в наш нынешний список планет Солнечной системы.

Звезды отличаются от планет

Планеты (а также Солнце и Луна) имеют некоторые наблюдательные характеристики, которые отличают их от того, что мы сейчас назвали бы звезды:

Наблюдательные различия между планетами и Звезды
ПЛАНЕТЫ	ЗВЕЗДЫ
Планеты движутся относительно звезд на небесной сфере	Родственник положение звезд фиксируется на небесной сфере
Ближайшие и большие планеты появляются в телескоп в виде дисков	Звезды выглядят как «точки» света даже через телескоп
Яркие планеты не «мерцают»	Звезды кажутся «мерцающими»
Планеты всегда находятся вблизи воображаемого годового пути Солнце на небесной сфере ( эклиптика )	Звезды могут находиться где угодно на небесной сфере

Эти различия в наблюдениях, особенно «блуждание» планеты на небесной сфере, привлекали большое внимание от древних наблюдателей неба. Попытка объяснить эти различия в конечном итоге привели к рождению современной астрономии.

---

Следующий Назад

Плутон и Солнечная система

Открытие Плутона

Почти восемьдесят лет назад астроном, работавший в обсерватории Лоуэлла в Соединенных Штатах, сделал открытие, которое в конечном итоге привело к кардинальным изменениям в нашем взгляде на нашу Солнечную систему. Молодым астрономом был Клайд Томбо, помощник наблюдателя, работавший в обсерватории, прославившейся великим астрономом Персивалем Лоуэллом.Томбо продолжал поиски неуловимой планеты — планеты X, — которую Лоуэлл (ошибочно) считал ответственной за нарушение орбит Урана и Нептуна.

В течение года, проведя множество ночей у телескопа, демонстрируя фотопластинки, и месяцы утомительного сканирования их в поисках признаков планеты, Томбо увидел то, что искал. Около 16:00 18 февраля 1930 года Томбо начал сравнивать две фотографии, сделанные в январе того же года, показывая область в созвездии Близнецов. Когда он щелкал от одной тарелки к другой, пытаясь увидеть, не двигается ли что-то между ними (контрольный признак планеты, за которой он охотился), он кое-что заметил. В одной части кадра небольшой объект мелькнул на несколько миллиметров, когда он переключался между двумя пластинами. Томбо нашел свою новую планету! (Штерн и Миттон, 2005)

Меняющийся ландшафт Солнечной системы

Объект, открытый Томбо, был назван Плутоном, имя, официально принятое Американским астрономическим обществом, Королевским астрономическим обществом в Великобритании и Международным астрономическим союзом.Это холодный мир, удаленный от Земли на миллиарды километров и в 30 раз менее массивный, чем самая маленькая из известных на тот момент планет Меркурий. Но Плутон был не одинок. Было обнаружено, что у него пять спутников. Самый большой, Харон, был обнаружен в 1978 году. Четыре меньших были обнаружены с помощью космического телескопа Хаббл в 2005, 2011 и 2012 годах и официально названы Никс, Гидра в начале 2006 года (подробнее), Керберос и Стикс в 2013 году (подробнее) МАС.

Представление о ландшафте нашей Солнечной системы начало меняться 30 августа 1992 года с открытием Дэвидом Джуиттом и Джейн Луу из Гавайского университета первого из более чем 1000 ныне известных объектов, вращающихся вокруг Нептуна в месте, которое часто называют транснептуновая область.В более общем смысле эти тела часто просто обозначают как транснептуновые объекты (ТНО).

С таким количеством найденных транснептуновых объектов казалось неизбежным, что один или несколько могут соперничать по размеру с Плутоном. Ночью 21 октября 2003 года Майк Браун из Калифорнийского технологического института, Чад Трухильо из обсерватории Джемини и Дэвид Рабиновиц из Йельского университета использовали телескоп и камеру в Паломарской обсерватории в США, чтобы исследовать край Солнечной системы. Той ночью они сфотографировали область неба, на которой был виден объект, движущийся относительно фоновых звезд.Более поздний анализ показал, что они обнаружили еще один холодный мир диаметром около 2500 км, вращающийся вокруг Солнца. Последующие наблюдения показали, что новый объект, первоначально названный 2003 UB ₃₁₃ в соответствии с протоколом Международного астрономического союза о первоначальном обозначении таких объектов, был массивнее Плутона и у него тоже был спутник (подробнее). Теперь, когда объект больше и массивнее Плутона находится за пределами Нептуна, и обнаруживается все больше таких транснептуновых объектов, астрономы начали задаваться вопросом: «Что представляет собой планета?»

Новый класс объектов и как определить планету

МАС отвечает за наименования и номенклатуру планетарных тел и их спутников с начала 1900-х годов.Как объясняет профессор Рон Экерс, бывший президент МАС:

Такие решения и рекомендации не подлежат исполнению никаким национальным или международным законодательством; скорее они устанавливают соглашения, которые призваны помочь нашему пониманию астрономических объектов и процессов. Следовательно, рекомендации IAU должны основываться на хорошо установленных научных фактах и ​​иметь широкий консенсус в заинтересованном сообществе. (полную статью на странице 16 газеты IAU GA)

МАС решил создать комитет для сбора мнений представителей широкого круга научных интересов с участием профессиональных астрономов, планетологов, историков, научных издателей, писателей. и воспитатели.Таким образом, был сформирован Комитет по определению планет Исполнительного комитета МАС, который быстро приступил к подготовке проекта резолюции для представления членам МАС. После итоговой встречи в Париже проект резолюции был завершен. Один из важнейших аспектов резолюции описан профессором Оуэном Джинджеричем, председателем Комитета по определению планет МАС: « С научной точки зрения мы хотели избежать произвольных отсечений, просто основанных на расстояниях, периодах, величинах или соседних объектах». .(подробнее читайте в газете IAU GA, начиная со страницы 16 PDF-файла)

Окончательное разрешение

Первый проект предложения по определению планеты бурно обсуждался астрономами на Генеральной ассамблее МАС 2006 года в Праге, и новая версия постепенно обретала форму. Эта новая версия была более приемлемой для большинства и была вынесена на голосование членов МАС на церемонии закрытия 24 августа 2006 г. К концу Пражской Генеральной Ассамблеи ее члены проголосовали за то, чтобы резолюция B5 по определению планеты Солнечной системы будет следующим:

Небесное тело, которое (а) находится на орбите вокруг Солнца, (б) имеет достаточную массу, чтобы его собственная гравитация преодолевала силы твердого тела, так что оно принимает гидростатически равновесную (почти круглую) форму, и (в) имеет очистил окрестности вокруг своей орбиты.

(подробнее)

Карликовые планеты, плутоиды и Солнечная система сегодня

Резолюция МАС означает, что Солнечная система официально состоит из восьми планет Меркурия, Венеры, Земли, Марса, Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна. Также было принято решение о создании нового отдельного класса объектов, называемых карликовыми планетами. Было решено, что планеты и карликовые планеты — это два разных класса объектов. Первыми членами категории карликовых планет являются Церера, Плутон и Эрида, ранее известные как 2003 UB ₃₁₃ .Эрида была названа в честь Генеральной ассамблеи МАС в 2006 году (подробнее) Эрида — греческий бог раздора и раздора, имя, которое первооткрыватель Майк Браун нашел подходящим в свете академических волнений, последовавших за его открытием.

Карликовая планета Плутон признана важным прототипом нового класса транснептуновых объектов. МАС дал новое название этим объектам: плутоиды.

Сегодня разрешение остается на месте и является свидетельством изменчивой природы науки и того, как наше представление о Вселенной продолжает развиваться с изменениями, внесенными наблюдениями, измерениями и теорией.

Последние наблюдения

14 июля 2015 года космический корабль НАСА «Новые горизонты» пролетел мимо Плутона, предоставив многочисленные изображения, спектроскопию и наборы данных на месте, которые резко изменили наши знания о Плутоне и его системе из пяти спутников. На изображениях установлено, что Плутон больше Эриды и является самым большим телом в поясе Койпера. Изображения также показали замечательный ландшафт, содержащий множество форм рельефа, в том числе широкие равнины, горные хребты высотой в несколько километров и свидетельства существования вулканов.

Поверхность Плутона необычна своим разнообразием состава поверхности и цветов. Некоторые регионы яркие, как снег, а другие темные, как уголь. Цветная визуализация и спектроскопия состава выявили очень сложное распределение поверхностных льдов, включая азот, монооксид углерода, воду и метан, а также их химические побочные продукты, образующиеся в результате радиолиза. Также было установлено, что некоторые поверхности Плутона полностью свободны от видимых кратеров, что указывает на то, что они были изменены или созданы в недавнем прошлом.Другие поверхности сильно покрыты кратерами и кажутся очень старыми. Плутон окутан холодной атмосферой с преобладанием азота, которая содержит тонкий, очень протяженный слой дымки толщиной около 150 км.

Большой спутник Плутона Харон демонстрирует впечатляющую тектонику и свидетельства неоднородного состава земной коры, но не имеет свидетельств наличия атмосферы; его полюс показывает загадочную темную местность. Новых спутников обнаружено не было, как и колец. Небольшие спутники Hydra и Nix имеют более яркую поверхность, чем ожидалось.

Эти результаты поднимают фундаментальные вопросы о том, как маленькая холодная планета может оставаться активной в течение возраста Солнечной системы. Они демонстрируют, что карликовые планеты могут быть столь же интересны с научной точки зрения, как и планеты. Не менее важно и то, что все три основных тела пояса Койпера, которые до сих пор посещали космические аппараты — Плутон, Харон и Тритон — скорее разные, чем похожие, что свидетельствует о потенциальном разнообразии, ожидающем исследования их царства.

Каталожные номера:

Стерн, А., & Миттон, Дж., 2005, Плутон и Харон: ледяные миры на неровном краю Солнечной системы , Wiley-VCH 1997

---

 

Планеты, карликовые планеты и малые тела Солнечной системы

Вопросы и ответы

 

Q: Каково происхождение слова планета?
A: Слово «планета» происходит от греческого слова «странник», означающего, что изначально планеты определялись как объекты, которые двигались в ночном небе относительно фона неподвижных звезд.

Q: Зачем нужно новое определение слова планета?
A: Современная наука предоставляет гораздо больше информации, чем просто тот факт, что объекты, вращающиеся вокруг Солнца, кажутся движущимися относительно фона неподвижных звезд. Например, недавно были сделаны новые открытия объектов во внешних регионах нашей Солнечной системы, которые имеют размеры, сравнимые с Плутоном и превышающие его. Исторически Плутон был признан девятой планетой. Таким образом, эти открытия справедливо поставили под вопрос, следует ли рассматривать недавно обнаруженные транснептуновые объекты как новые планеты.

Q: Как астрономы пришли к единому мнению относительно нового определения планеты?
A: Астрономы всего мира под эгидой Международного астрономического союза почти два года обсуждали новое определение слова «планета». Результаты этих обсуждений были переданы Комитету по определению планет и в конечном итоге предложены Генеральной Ассамблее МАС. Дальнейшая эволюция определения посредством дебатов и дальнейшего обсуждения позволила прийти к окончательному консенсусу и провести голосование.

Q: Какие новые термины используются в официальном определении IAU?
О: МАС принял три новых термина в качестве официальных определений. Термины: планета, карликовая планета и малое тело Солнечной системы.

Q: Говоря простым языком, какое новое определение планеты?
A: Планета — это объект на орбите вокруг Солнца, который достаточно велик (достаточно массивен), чтобы под действием собственной гравитации принять круглую (или почти сферическую) форму.Кроме того, планета движется по четкой траектории вокруг Солнца. Если какой-либо объект рискнет приблизиться к орбите планеты, он либо столкнется с планетой и, таким образом, аккрецируется, либо будет выброшен на другую орбиту.

Q: Какова точная формулировка предложенного МАС официального определения планеты?
A: Планета — это небесное тело, которое (а) находится на орбите вокруг Солнца, (б) имеет достаточную массу, чтобы его собственная гравитация преодолевала силы твердого тела, так что оно принимает гидростатически равновесную (почти круглую) форму, и (c) очистил окрестности вокруг своей орбиты.

Q: Должно ли тело быть идеально сферическим, чтобы его можно было назвать планетой?
О: Нет. Например, вращение тела может немного исказить форму, так что оно не будет идеально сферическим. Земля, например, имеет немного больший диаметр, измеренный на экваторе, чем измеренный на полюсах.

Q: Основываясь на этом новом определении, сколько планет в нашей Солнечной системе?
Ответ: В нашей Солнечной системе восемь планет; Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун.Мнемоника: * M y V ery E ducated M other J ust S erved U s N acho cswa/bulletin.board/2006/08.25.06.html).

Q: Это все, только восемь планет?
О: Нет. Помимо восьми планет, известно еще пять карликовых планет. Скорее всего, вскоре будет открыто еще много карликовых планет.

Q: Что такое карликовая планета?
A: Карликовая планета — это объект на орбите вокруг Солнца, который достаточно велик (достаточно массивен), чтобы его собственная гравитация придавала себе круглую (или почти круглую) форму.Как правило, карликовая планета меньше Меркурия. Карликовая планета может также вращаться в зоне, в которой есть много других объектов. Например, орбита внутри пояса астероидов находится в зоне с большим количеством других объектов.

Q: Сколько существует карликовых планет?
A: В настоящее время есть пять объектов, признанных карликовыми планетами. Церера, Плутон, Эрида, Макемаке и Хаумеа.

Q: Что такое Церера?
A: Церера является (или теперь мы можем сказать, что это был) самый большой астероид, около 1000 км в поперечнике, вращающийся в поясе астероидов между Марсом и Юпитером.Теперь Церера считается карликовой планетой, потому что теперь известно, что она достаточно велика (достаточно массивна), чтобы самогравитация притягивала ее к почти круглой форме. (Thomas, 2005) Церера вращается внутри пояса астероидов и является примером объекта, который не движется по четкой траектории. Есть много других астероидов, которые могут приблизиться к орбите Цереры.

Q: Разве раньше Цереру не называли астероидом или малой планетой?
A: Исторически Церера называлась планетой, когда она была впервые обнаружена в 1801 году, вращаясь вокруг так называемого пояса астероидов между Марсом и Юпитером.В 19 веке астрономы не могли определить размер и форму Цереры, а поскольку в том же регионе было обнаружено множество других тел, Церера потеряла свой планетарный статус. Уже более века Цереру называют астероидом или малой планетой.

Q: Почему Плутон теперь называют карликовой планетой?
A: Плутон теперь попадает в категорию карликовых планет из-за его размера и того факта, что он находится в зоне других объектов такого же размера, известной как транснептуновая область.

Q: Является ли спутник Плутона Харон карликовой планетой?
A: На данный момент Харон считается просто спутником Плутона. Идея о том, что Харон можно было бы назвать карликовой планетой сама по себе, может быть рассмотрена позже. Харон может быть рассмотрен, потому что Плутон и Харон сопоставимы по размеру и вращаются вокруг друг друга, а не просто спутник, вращающийся вокруг планеты. Наиболее важным для случая Харона как карликовой планеты является то, что центр тяжести, вокруг которого вращается Харон, не находится внутри главной системы, Плутона.Вместо этого этот центр тяжести, называемый барицентром, находится в свободном пространстве между Плутоном и Хароном.

Q: Юпитер и Сатурн, например, имеют вокруг себя большие сферические спутники. Можно ли теперь называть эти большие сферические спутники карликовыми планетами?
A: Нет. Все большие спутники Юпитера (например, Европы) и Сатурна (например, Титана) вращаются вокруг общего центра тяжести (называемого «барицентром»), который находится глубоко внутри их массивной планеты.Независимо от большого размера и формы этих вращающихся тел, расположение барицентра внутри массивной планеты определяет большие вращающиеся тела, такие как Европа, Титан и т. д., как спутники, а не планеты. [На самом деле не было официального признания того, что местоположение барицентра связано с определением спутника.]

Вопрос: Что такое 2003 UB ₃₁₃ ?
A: 2003 UB ₃₁₃ — временное название, данное крупному объекту, обнаруженному в 2003 году и находящемуся на орбите вокруг Солнца за пределами Нептуна.Сейчас она называется Эрида и признана карликовой планетой.

Q: Почему Эрида карликовая планета?
A: На изображениях космического телескопа Хаббл разрешен размер Эриды, показывая, что она равна Плутону или больше, Браун (2006). греческий демон беззакония, дочь Эриды. В 2007 году масса Эриды была определена как (1,66 ± 0,02) × 10 ²² кг, что на 27% больше, чем у Плутона, на основе наблюдений за орбитой Дисномии.Эрида также вращается в транснептуновой области — области, которая не была очищена. Следовательно, Эрида — карликовая планета.

Q: Как называется объект, который слишком мал, чтобы быть планетой или карликовой планетой?
A: Все объекты, вращающиеся вокруг Солнца, которые слишком малы (недостаточно массивны) для того, чтобы их собственная гравитация могла придать им почти сферическую форму, теперь определяются как малые тела Солнечной системы. Этот класс в настоящее время включает большинство астероидов Солнечной системы, околоземных объектов (NEO), Марса и Юпитера, троянских астероидов, большинство кентавров, большинство транснептуновых объектов (TNO) и комет.

Q: Что такое маленькое тело Солнечной системы?
A: Термин «малое тело Солнечной системы» — это новое определение МАС, которое включает все объекты, вращающиеся вокруг Солнца, которые слишком малы (недостаточно массивны), чтобы соответствовать определению планеты или карликовой планеты.

В: Термин «малая планета» все еще используется?
О: Термин «малая планета» все еще может использоваться. Но в целом предпочтение отдается термину маленькое тело Солнечной системы.

Q: Как будет принято официальное решение о том, называть ли вновь обнаруженный объект планетой, карликовой планетой или телом Солнечной системы?
A: Решение о том, как классифицировать недавно обнаруженные объекты, будет приниматься комитетом по обзору в IAU. Процесс проверки будет представлять собой оценку на основе наилучших имеющихся данных того, удовлетворяют ли физические свойства объекта определениям. Вполне вероятно, что для многих объектов может потребоваться несколько лет для сбора достаточного количества данных.

В: Рассматриваются ли в настоящее время дополнительные планеты-кандидаты?
A: Нет. Вероятно, в нашей Солнечной системе нет. Но есть множество открытий планет вокруг других звезд.

Q: Рассматриваются ли в настоящее время дополнительные кандидаты в карликовые планеты?
О: Да.Некоторые из крупнейших астероидов могут быть кандидатами на статус карликовых планет, и вскоре будут рассмотрены некоторые дополнительные кандидаты в карликовые планеты помимо Нептуна.

В: Когда, вероятно, будет объявлено о дополнительных новых карликовых планетах?
О: Вероятно, в ближайшие несколько лет.

Q: Сколько еще может появиться новых карликовых планет?
A: Их могут ждать десятки или даже больше сотни.

Q: Что такое плутоиды?
A: Плутоиды — это небесные тела, находящиеся на орбите вокруг Солнца с большой полуосью, большей, чем у Нептуна, которые имеют достаточную массу для того, чтобы их собственная гравитация преодолела силы твердого тела, так что они принимают гидростатическую равновесную (почти сферическую) форму, и что не очистили окрестности вокруг своей орбиты.Спутники плутоидов сами по себе плутоидами не являются, даже если они достаточно массивны, чтобы их форма диктовалась собственной гравитацией. Два известных и названных плутоида — это Плутон и Эрида. Ожидается, что по мере развития науки и новых открытий будет названо больше плутоидов. (Подробнее)

Q: Может ли спутник, вращающийся вокруг плутоида, тоже быть плутоидом?
A: Нет, согласно Резолюции МАС B5, карликовая планета не может быть спутником, даже если они достаточно массивны, чтобы их форма диктовалась собственной гравитацией.
(Подробнее)

 

Каталожные номера

Браун, М. и др. 2006, Астрофизический журнал, 643, L61

Томас, П. и др. 2005, Природа, 437, 224

История Солнечной системы 101 | Планетарное общество

Форма планет

В то время как молодое Солнце все еще собирало материал для начала синтеза водорода, крошечные частицы пыли в диске вокруг него случайным образом сталкивались и прилипали друг к другу. вырастая всего за несколько лет до объектов в сотни метров в поперечнике.Этот процесс продолжался несколько тысячелетий, формируя объекты километрового размера, достаточно большие, чтобы гравитационно притягивать каждый разное. Это привело к большему количеству столкновений и аккреций, образующих лунные протопланет менее чем за миллион лет.

Во внутренней, более горячей части солнечного диска выросли планеты прежде всего из камней и металлов, потому что было слишком тепло для воды и другие летучие вещества — вещества, которые испаряются при комнатной температуре — до конденсировать. До сотни этих миров столкнулись и объединились в внутренней Солнечной системы около 100 миллионов лет, пока только четыре больших остались тела: Меркурий, Венера, Земля и Марс. Внутренние планеты не стали такими большими, как внешние, потому что процент горных пород и металлов, доступных во Вселенной, и, таким образом, наша исходных материалов Солнечной системы — ниже по сравнению с водородом, гелием и летучие вещества, такие как водяной лед.

Мы думаем, что сразу после этого момента планета размером с Марс столкнулась с Землей. Образовавшиеся обломки объединились, чтобы сформировать Луну. Меркурий, возможно, испытал столкновение на высокой скорости с другой оторвавшейся планетой Внешний слой Меркурия, что объясняет, почему ядро ​​планеты делает так много его объема.Образовавшиеся обломки могли разлететься по пространство вместо формирования луны.

Во внешней, более прохладной части диска находились газы и водяной лед. доминирующий. Более слабое гравитационное влияние Солнца в этом регионе, в сочетании с наличием значительно большего количества материала означало протопланеты там росли быстрее и становились достаточно большими, чтобы притягивать легкие элементы, такие как водород и гелий. Юпитер сформировалась менее чем через 3 миллиона лет после рождения Солнечной системы, что делает ее самой старой планетой.

Сатурн сформировался вскоре после этого, накопив меньше материала с тех пор, как Юпитер проглотил такой большой часть внешнего диска. Когда осталось мало водорода и гелия, следующие сформировавшиеся планеты – Уран. и Нептун – накоплено больше льдов, таких как вода и аммиак. Вот почему мы называем их ледяными гигантами. Некоторые симуляции показывают, что могли образоваться дополнительные ледяные гиганты, которые позже были выброшены из нашей Солнечной системы.

Юпитер не позволял планетам формироваться в поясе астероидов, поскольку его гравитация притягивала десятки маленьких планет размером с Луну и Марс там, заставляя их либо сталкиваться и разбиваться о другие тела, либо покинуть регион.Этот процесс занял несколько десятков миллионов лет после образования Юпитера, в результате чего в поясе астероидов остались лишь небольшие тела скалы, лед и металл, которые в совокупности весят менее 1% массы Земли. масса. Церера, крупнейший объект в поясе астероидов, считается выброс, потому что в нем много органических веществ и водяного льда, что означает, что он, вероятно, образовался дальше, а затем мигрировал в пояс.

Маленькие миры держатся вместе

Пока формировались внутренние планеты земной группы, молодые планеты за пределами Нептуна сталкивались и слипались, образуя планетоподобные миры, такие как Плутон, и комковатые ледяные тела, такие как Аррокот.Эти объекты сформировали то, что мы теперь знаем как пояс Койпера, хотя пояс был намного плотнее, чем сегодня. Подобно тому, как Луна на Земле образовалась после столкновение между Землей и другим миром, подобные столкновения в Пояс Койпера создал луны, некоторые из которых относительно большие. Возможно, так было с Плутоном и Хароном.

Огромная масса Юпитера притянула плотный диск материала, который в конечном итоге объединился в 4 планетоподобных спутника: Ио, Европа, Ганимед и Каллисто. Спутник Сатурна Титан образовался так же способ. Некоторые спутники внешних планет, такие как Тритон и Нептун, могли быть независимые миры, захваченные гравитационными полями планет-гигантов.

Насколько нам известно, это был конец начала. Планеты и другие маленькие миры больше не росли по мере того, как сильное молодое Солнце солнечный ветер унес большую часть оставшейся пыли и газа в межзвездное пространство.

Формирование Солнечной системы

Любая модель формирования Солнечной системы должна объяснять следующие факты:

1. Все орбиты планет прямые (т.е. если смотреть сверху на северный полюс Солнца все они вращаются против часовой стрелки).

2. Все планеты (кроме Плутона) имеют орбитальные плоскости, наклоненные менее чем на 6 градусов относительно друг к другу (т.е. все в одной плоскости).

3. Планеты земной группы плотные, каменистые и маленькие, а юпитерианские планеты большие и газообразные. I. Сжатие межзвездного облака

Солнечная система образовалась около 4,6 миллиарда лет назад, когда гравитация объединила силы облако межзвездного газа и пыли низкой плотности (называемое туманностью) (фильм).

Туманность Ориона, межзвездное облако, в котором звезда системы и, возможно, планеты формируются.

Первоначально облако было около нескольких световых лет в поперечнике. Небольшая избыточная плотность в облаке вызвала начало сокращения и увеличение плотности, что приводит к более быстрому сокращению —> убежать или свернуть процесс

Первоначально большинство движений облачных частиц были случайными, однако туманность имела чистая ротация. По мере коллапса скорость вращения облака постепенно увеличивалась из-за к сохранению углового момента.

Иду, иду, ушел

Гравитационный коллапс был намного эффективнее вдоль оси вращения, поэтому вращающийся шар схлопывался в тонкий диск диаметром 200 а.е. (0,003 световых года) (в два раза больше орбиты Плутона), она же солнечная туманность (фильм), при этом большая часть массы сосредоточена вблизи центра.

Когда облако сжалось, его гравитационная потенциальная энергия была преобразуется в кинетическую энергию отдельных частиц газа. Столкновения между частицами превращали эту энергию в тепло (беспорядочные движения).Солнечная туманность стала самой горячей вблизи центра, где была собрана большая часть массы. образуют протосолнце (облако газа, которое стало Солнцем).

В какой-то момент центральная температура поднялась до 10 миллионов К. столкновения между атомами были настолько сильными, что начались ядерные реакции, в этот момент Солнце родилось как звезда, содержащая 99,8% общей массы.

Что предотвратило дальнейшее крушение? По мере увеличения температуры и плотности центра, так же как и давление, вызывающее результирующую силу, направленную наружу.Солнце достигнут баланс между гравитационной силой и внутренним давлением, также известный как гидростатическое равновесие, через 50 миллионов лет.

Вокруг Солнца на тонком диске рождаются планеты, луны, астероиды и кометы. Над В последние годы мы собрали доказательства в поддержку этой теории.

Крупный план туманности Ориона, полученный с помощью HST, показывает то, что кажется дисками пыли. и газ, окружающий новообразованные звезды. Эти протопланетные диски охватывают около 0,14 световых года и, вероятно, похожи на в Солнечную туманность.

II. Структура диска

Диск содержал всего 0,2% массы солнечной туманности с частицами, движущимися по круговым орбитам. Вращение диска предотвратило дальнейшее разрушение диска.

Однородный состав: 75% массы в виде водорода, 25% в виде гелия, а все остальные элементы составляют только 2% от общего количества.

Материал достиг нескольких тысяч градусов вблизи центра из-за высвобождения гравитационной энергии —> это был испарен.Дальше материал был в основном газообразным, потому что H и He остаются газообразными даже при очень низких T. Диск был настолько растянут, что гравитация была недостаточно сильна, чтобы притягивать материал и формировать планеты.

Откуда взялись твердые семена для формирования планет? Когда диск излучал свое внутреннее тепло в виде инфракрасного излучения (закон Вина) температура понизилась и самые тяжелые молекулы начали образовываться крошечные твердые или жидкие капельки, процесс, называемый конденсацией.

Существует четкая связь между температурой и массой частиц, которые становятся твердыми (Почему?).Вблизи Солнца, где Т была выше, конденсировались только самые тяжелые соединения, образуя тяжелые твердые зерна, в том числе соединения алюминия, титана, железа, никеля, а при несколько более низких температурах — силикаты. На окраинах диска T была достаточно низкой, чтобы богатые водородом молекулы конденсируются в более легкие льды, включая водяной лед, замороженный метан и замороженный аммиак.

Компоненты солнечной системы делятся на четыре категории:

• Металлы: железо, никель, алюминий.Они конденсируются при Т ~ 1600 К и составляют всего 0,2% диска.
• Горные породы: минералы на основе кремния, которые конденсируются при температуре T=500-1300 K (0,4% туманности).
• Льды: соединения водорода, такие как метан (CH ₄ ), аммиак (NH ₃ ), вода (H ₂ O), которые конденсируются при T~150 K и составляют 1,4% масс.
• Легкие газы: водород и гелий, никогда не конденсировавшиеся в диске (98% диска).

Большая разница температур между горячими внутренними областями и холодными внешними областями диска определили, какой из конденсатов был доступен для формирования планет в каждом месте от центра.То внутренняя туманность была богата тяжелыми твердыми зернами и бедна льдом и газом. Окраина богата лед, H и He.

Метеориты подтверждают эту теорию.

Кусок метеорита Альенде с белыми включениями. Включения Это богатые алюминием минералы, которые впервые образовались в солнечной туманности. Включения окружены материал с более низкой температурой конденсации, который агрегируется позже.

Планетарная система — обзор

3 Сила строителя планет

Сегодня мы считаем, что планеты являются незаменимым звеном в цепи космических событий, которые делают жизнь возможной.Это места достаточно большие и стабильные, чтобы химические элементы и молекулы, образовавшиеся в результате звездной алхимии, взаимодействовали в высоких концентрациях и вызывали сложные химические реакции. Вот почему знание того, насколько распространены планеты, напрямую связано с возможностью жизни во Вселенной.

Формирование планет связано со звездообразованием. Это удобно для поиска жизни, так как свет и тепло, исходящие от звезды, являются отличным источником энергии для ее питания. И двигателем, который двигает это формирование планет и звезд, является гравитация.Как мы уже говорили, гравитация — главный архитектор всех структур во Вселенной, включая галактики: это единственная сила, способная локально противодействовать расширению Вселенной и увеличивать ее сложность в больших масштабах. Сегодня мы знаем, что на ранних стадиях Вселенной, когда ей было всего около 500 миллионов лет, и она была меньше, моложе и плотнее, до появления галактик была эпоха бурного звездообразования. Но учитывая, что Вселенная была химически намного проще, чем сейчас, те планеты, которые могли образоваться вокруг тех первых звезд, были не каменистыми мирами, а стерильными газовыми гигантами, шарами водорода и гелия, в которых не было более сложных элементов, что делало жизнь невозможной. С тех пор звездообразование вне галактик практически невозможно. При гораздо менее плотной и более рассеянной Вселенной газу в межгалактическом пространстве не хватает плотности, и сегодня галактики являются единственной средой обитания, где могут образовываться звезды, поддерживая своим гравитационным притяжением области с достаточной плотностью газа, чтобы могли рождаться новые солнца. . Без этих оазисов газа и пыли расширение Вселенной, растворяющее вещество во все более слабой пустоте, предотвратило бы появление звезд с каменистыми планетами и жизни.

Наши теоретические модели говорят нам, что планетарная система начинается, когда гравитация вызывает сжатие молекулярного облака, области нейтрального водорода и пыли при температуре — 260°C и плотности около 1000 частиц/см ³ , больше чем межзвездной среды. Этот газ относительно стабилен: если мы сожмем часть на себя, она повысит свою температуру и внутреннее давление и, как следствие, снова расширится, вернувшись в исходное состояние. Но когда количество сжатого газа превышает определенный порог, гравитационное поле этого сжатого объема газа может стать достаточно интенсивным, чтобы противостоять давлению, и сжатие продолжается (Luque et al., 2009). Этот порог можно оценить, приравняв гравитационную потенциальную энергию GM ² / R с удвоенной ¹ тепловой энергией Mcs2, где c _с — скорость звука в облаке, G — универсальная гравитационная постоянная, λ = 2 R — типичный диаметр облака, M — масса молекулярного облака. Объединяя эти выражения с M  =  ρ (4 π /3) λ ³ , где ρ представляет собой плотность облака, получаем: .5

Это пороговое расстояние называется Джинсовой длиной. Соответствующая пороговая масса, или масса Джинса, материи, заключенной в сферу радиусом, равным половине длины Джинса, составляет около десяти тысяч солнечных масс. Если масса в этом объеме больше, чем масса Джинса, критический порог превышен, и газ начинает коллапсировать, что может произойти, например, под влиянием близкого взрыва сверхновой. Сжимаясь, облако разрывается внутри на мелкие кусочки (Vazquez-Semadeni et al., 2016). Эти кусочки будут продолжать сжиматься и, в свою очередь, снова сломаются. В конце концов, исходное облако распадется на бесчисленные сжимающиеся фрагменты. Из каждого из этих осколков впоследствии родится одна или несколько звезд (в зависимости от его массы). Диапазон масс этих облаков представляет собой заметную дисперсию, но часто они находились между одной и двумя солнечными массами. ²

Рассмотрим случай одиночной звезды. В процессе коллапса каждый из этих фрагментов радиусом х вскоре дифференцируется на ядро ​​и оболочку.Так как осколок всегда начинает свое сжатие с некоторым угловым моментом, L , то чем сильнее сжимается ядро, тем быстрее происходит вращение из-за сохранения импульса. По мере сжатия ядра центробежная сила на единицу массы L ² / R ³ увеличивается быстрее, чем гравитационная сила GM / R ² , вызывая эту часть межзвездное облако вещества превратилось в сплющенный диск. Окончательный размер этого диска определяется радиальным расстоянием, на котором уравновешиваются обе силы:

R~L2/GM.

Для значений, которые обычно оцениваются для туманности солнечной массы, это дает примерно R  = 50 астрономических единиц (а.е.). Этот диск особенно населен твердыми частицами, орбитальная скорость которых обычно выше, чем у газа. Их коллективное сопротивление создает турбулентность, которая способствует росту твердых тел в результате столкновений и явлений сцепления.Процесс, который завершится образованием нескольких планет.

Хотя этот процесс качественно описать легко, его очень трудно смоделировать в деталях. В дополнение к гравитации, которая является основным действующим лицом, компьютерное моделирование должно учитывать эффекты вышеупомянутых турбулентностей, магнитных полей и звездного ветра среди других связанных факторов. Однако результаты современных моделей популяционного синтеза (см., например, Mordasini et al., 2015) согласуются с предсказанием большого количества каменистых планет, меньших или равных Земле. Это хорошая новость, поскольку каменистые планеты являются местами, особенно подходящими для укрытия большого количества жидкости. Мы считаем, что жидкости благодаря своим растворяющим свойствам идеально подходят для сложных химических реакций, характерных для жизни. Твердые субстраты почти не обеспечивают подвижности молекул, а химические реакции в них протекают медленно. С другой стороны, газы обладают активной динамикой, но их молекулярные компоненты более разделены, что также приводит к замедлению этих реакций.И хотя нельзя исключать биологию, основанную на газообразной или чисто твердой среде (см., например, предложение Карла Сагана и Эдвина Солпитера о биосфере в юпитерианском мире, Саган и Солпитер, 1976; Саган, 1980), жидкости предлагают лучшее из обоих миров: мобильность для облегчения химических реакций и близость для их частого протекания (и охлаждение для поглощения тепла, выделяемого экзотермическими реакциями). Поэтому поиски неразумной жизни за пределами нашей планеты сосредоточены на каменистых планетах с твердыми поверхностями, на которых могут осаждаться большие массы жидкости, и с плотностью атмосферы, которая создает повышенное давление для поддержания стабильности жидкостей и предотвращения их полного испарения.

Еще несколько лет назад наблюдения экзопланет, казалось, указывали на обилие каменистых планет, также называемых теллурическими планетами (Ida and Lin, 2004b). Для простоты обнаружения первые обнаруженные планеты были газовыми гигантами с массой больше, чем у Юпитера. По мере роста статистики и сбора большего количества данных стало видно, что чем массивнее были планеты, тем реже они встречались, и что это распределение очень хорошо соответствовало степенному закону (Ида и Лин, 2004a).Вывод был очевиден: следовательно, чем менее массивна планета, тем чаще она должна была бы встречаться. Это неудивительно, учитывая, что сходные степенные законы мы наблюдаем в размерах астероидов Солнечной системы, которых тем больше, чем они меньше, или в звездах, где функция масс, полученная из наблюдений, показывает, что самые маленькие звезды, называемые красными карликами , являются наиболее многочисленными. Таким образом, хотя несколько лет назад почти не было обнаружено теллурических планет, распределение, найденное для планет более массивных, чем Юпитер, экстраполированное на малые массы, привело к предсказанию большого количества каменистых планет. Все в соответствии с симуляциями.

Но космическая миссия «Кеплер» (Basri et al., 2005) изменила все: этот степенной закон, который так хорошо подходит для планет-гигантов, не выполняется для масс, меньших массы Юпитера. На сегодняшний день мы обнаружили около 3500 экзопланет, большинство из них благодаря этой миссии. Эти открытия были опубликованы в нескольких базах данных с открытым доступом, среди прочих, в Exoplanet Orbit, Encyclopaedia Extrasolar Planets, в NASA Exoplanet Archive или в Open Exoplanet Catalogue (Райт и др., 2011; ЭО, 2016; ЭПЕ, 2016 г.; АЯЭ, 2016; ОЭК, 2016). Такие базы данных собирают несколько параметров внесолнечных планет, о которых сообщается в рецензируемой литературе, с простым в использовании интерфейсом для фильтрации и организации данных. Например, в архиве экзопланет НАСА есть измерения массы или их оценки по размеру почти 1200 экзопланет. Частотное распределение массы экзосолнечных планет показано на рис. 1:

Рис. 1. Гистограмма масс экзопланет, открытых до ноября 2016 года, построенная авторами с использованием данных о массах из архива экзопланет НАСА.

Распределение изобилия бимодальное, с пиком вокруг планет с массой в одну массу Юпитера и другим пиком около 10 масс Земли. Возможно, часть убывания в сторону малых масс связана с эффектами отбора, поскольку планеты меньше Земли увидеть трудно, а пик слева, вероятно, будет выше и шире. Однако неполнота данных не может служить оправданием разрыва между двумя пиками. Кажется несомненным, что самые распространенные планеты — это газовые гиганты, такие как Юпитер, с одной стороны, и суперземли и Нептуны — с другой.Фактически, наша Солнечная система представляет эту тенденцию. В недавнем моделировании (Malhotra, 2015) была предпринята попытка объяснить это явление и сделать вывод, что наиболее часто встречающиеся экзопланеты имеют массу, близкую к массе Юпитера. За этим явлением, по-видимому, стоит конкуренция за притяжение материала с диска, что может вызвать корреляцию в распределении масс между соседними парами планет. На самом деле это явление встречается в нашей Солнечной системе в случаях Венеры и Земли, Нептуна и Урана и, в некоторой степени, Юпитера и Сатурна. Эти корреляции между последовательными орбитами и потребностью в долгосрочной стабильности, как правило, благоприятствуют большим массам. Таким образом, планеты с массами, подобными Земле или меньше, могут оказаться не такими многочисленными, как считалось несколько лет назад. Напротив, суперземли (возможно, величайшая планетная новинка с тех пор, как мы изучали другие планетные системы, поскольку в нашей Солнечной системе их не существует) относительно многочисленны. Однако нельзя исключать, что предыдущее распределение является тримодальным и существует третий пик при меньших массах, не поддающийся обнаружению при существующей технологии.Ведь в Солнечной системе миллионы астероидов.

В любом случае, с астробиологической точки зрения обилие суперземель — это хорошая новость. Тектоника плит играет важную роль в поддержании биосферы на нашей планете, обеспечивая обновление атмосферного CO ₂ и существование круговорота углерода, необходимого для жизни. Из всех каменистых тел Солнечной системы только наша планета обладает этой любопытной динамикой поверхности, которая работает благодаря высокому внутреннему теплу нашей планеты, самой массивной и плотной из каменистых планет нашей планетной системы. Чем массивнее планета, тем горячее ее внутренняя часть, потому что она заключает в себе больше гравитационной энергии и больше радиоактивных материалов, поэтому мы ожидаем активную тектонику на этих массивных суперземлях. Этот активный вулканизм является хорошим источником энергии и материалов для гипотетических биосфер этих планет.

Дополнительная масса суперземли также обеспечивает стабильность оси вращения. В случае Земли Луна сыграла важную роль в поддержании стабильности оси вращения нашей планеты.Ось Марса на протяжении всей своей истории претерпевала огромные колебания, потому что гравитационное притяжение планет-гигантов Юпитера и Сатурна вызывает на ее оси хаотическую динамику. Без влияния Луны нашу планету, вероятно, постигла бы участь, подобная судьбе Марса, что имело бы разрушительные последствия для жизни. Но лишняя масса, которой обладают суперземли, делает ненужным наличие гигантского стабилизирующего спутника, поскольку чем массивнее планета, тем стабильнее ее вращение.

Наконец, его большая гравитация также облегчает поддержание плотной постоянной атмосферы, что позволяет существование поверхностных жидкостей. Более легкие миры, такие как Марс, медленно теряют свою атмосферу из-за постоянного действия солнечного ветра. Также в долгосрочной перспективе ожидается, что Титан, спутник Сатурна, потеряет свою атмосферу, состоящую из газов, которые все еще выходят из его ядра (Glein, 2015). Но у суперземель гораздо более стабильная атмосфера. Его большая гравитация приводит к тому, что скорость убегания на границе атмосферы и космоса больше, чем скорость, которую излучение звезды сообщает атмосферным молекулам.На самом деле, многие модели предсказывают, что на суперземлях будут водные моря, а в некоторых случаях даже глобальные моря, как, кажется, в случае с экзопланетой Gliese 1214 b (Charbonneau et al., 2009), будущим раем для серфинга. любовники.

Внутренние и внешние планеты Солнечной системы

В нашей Солнечной системе астрономы часто делят планеты на две группы — внутренние планеты и внешние планеты. Внутренние планеты ближе к Солнцу, они меньше и каменистее. Внешние планеты находятся дальше, крупнее и состоят в основном из газа.

Внутренними планетами (в порядке удаления от Солнца, от самой ближней к самой дальней) являются Меркурий, Венера, Земля и Марс. После пояса астероидов следуют внешние планеты, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Интересно, что в некоторых других обнаруженных планетных системах газовые гиганты на самом деле находятся довольно близко к Солнцу.

Это делает предсказание того, как сформировалась наша Солнечная система, интересным упражнением для астрономов. Принято считать, что молодое Солнце выбрасывало газы на внешние окраины Солнечной системы, и именно поэтому там есть такие большие газовые гиганты.Однако в некоторых внесолнечных системах есть «горячие юпитеры», которые вращаются близко к их Солнцу.

Внутренние планеты:

Четыре внутренние планеты называются планетами земной группы, потому что их поверхности твердые (и, как следует из названия, чем-то похожи на Землю, хотя этот термин может ввести в заблуждение, поскольку каждая из четырех имеет совершенно разную среду). Они состоят в основном из тяжелых металлов, таких как железо и никель, и у них либо нет спутников, либо их мало. Ниже приведены краткие описания каждой из этих планет, основанные на информации НАСА.

Меркурий: Меркурий — самая маленькая планета в нашей Солнечной системе, а также самая близкая. Он вращается медленно (59 земных дней) относительно времени, необходимого для обращения вокруг Солнца (88 дней). У планеты нет спутников, но есть разреженная атмосфера (экзосфера), содержащая кислород, натрий, водород, гелий и калий. Космический корабль NASA MESSENGER (MERcury Surface, Space Environment, GEochemistry и Ranging) в настоящее время находится на орбите планеты.

Планеты земной группы нашей Солнечной системы примерно относительных размеров.Слева направо: Меркурий, Венера, Земля и Марс. Предоставлено: Институт Луны и планет

Венера: Когда-то Венера считалась планетой-близнецом Земли, пока астрономы не обнаружили, что ее поверхность имеет температуру плавления свинца 900 градусов по Фаренгейту (480 градусов по Цельсию). Планета также медленно вращается: венерианские сутки длятся 243 дня, а оборот вокруг Солнца — 225 дней. Его атмосфера плотная и содержит углекислый газ и азот. У планеты нет колец или спутников, и в настоящее время ее посещает космический корабль Европейского космического агентства Venus Express.

Земля: Земля — единственная планета с жизнью, какой мы ее знаем, но астрономы обнаружили несколько планет размером с Землю за пределами нашей Солнечной системы в тех областях, которые могут быть обитаемыми в соответствующих звездах. Он содержит атмосферу из азота и кислорода, имеет одну луну и не имеет колец. Многие космические аппараты вращаются вокруг нашей планеты, обеспечивая связь, информацию о погоде и другие услуги.

Марс: Марс — это планета, которую интенсивно изучают, потому что на ее поверхности в древнем прошлом были обнаружены признаки жидкой воды.Однако сегодня его атмосфера представляет собой тонкую смесь углекислого газа, азота и аргона. У него есть два крошечных спутника (Фобос и Деймос) и нет колец. Марсианский день немного длиннее 24 земных часов, и планете требуется около 687 земных дней, чтобы совершить оборот вокруг Солнца. Сейчас на Марсе находится небольшой флот орбитальных аппаратов и марсоходов, в том числе большой марсоход NASA Curiosity, приземлившийся в 2012 году.

Внешние планеты нашей Солнечной системы примерно относительных размеров. Слева направо: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.Авторы и права: Институт Луны и планет

Внешние планеты:

Внешние планеты (иногда называемые юпитерианскими планетами или газовыми гигантами) представляют собой огромные планеты, окутанные газом. У всех у них есть кольца и у каждого множество лун. Несмотря на свои размеры, без телескопов видны только две из них: Юпитер и Сатурн. Уран и Нептун были первыми планетами, открытыми с древних времен, и показали астрономам, что Солнечная система больше, чем считалось ранее. Ниже приведены краткие описания каждой из этих планет, основанные на информации НАСА.

Юпитер: Юпитер — самая большая планета в нашей Солнечной системе, вращается очень быстро (10 земных часов) относительно своей орбиты вокруг Солнца (12 земных лет). Его плотная атмосфера в основном состоит из водорода и гелия и, возможно, окружает земное ядро ​​размером с Землю. На планете есть десятки лун, несколько тусклых колец и Большое Красное Пятно — бушующий шторм, происходящий как минимум последние 400 лет (поскольку мы смогли наблюдать за ним в телескопы). Космический корабль НАСА «Юнона» находится в пути и посетит его в 2016 году.

Сатурн: Сатурн наиболее известен своей выдающейся системой колец — семью известными кольцами с четко определенными делениями и промежутками между ними. Как кольца туда попали, является предметом расследования. У него также есть десятки лун. Его атмосфера в основном состоит из водорода и гелия, и он также быстро вращается (10,7 земных часа) относительно своего времени обращения вокруг Солнца (29 земных лет). В настоящее время Сатурн посещает космический корабль «Кассини», который в ближайшие годы пролетит ближе к кольцам планеты.

Снимки Урана в ближнем инфракрасном диапазоне показывают его тусклую систему колец, подчеркивая степень его наклона. Авторы и права: Лоуренс Сромовски (Университет Висконсина-Мэдисона), Обсерватория Кека.

Уран: Уран был впервые открыт Уильямом Гершелем в 1781 году. День планеты длится около 17 земных часов, а один оборот вокруг Солнца занимает 84 земных года. Его масса содержит воду, метан, аммиак, водород и гелий, окружающие каменное ядро. У него десятки спутников и слабая система колец.В настоящее время нет никаких космических аппаратов, которые планируют посетить Уран; последним посетителем был Вояджер-2 в 1986 году.

Нептун: Нептун — далекая планета, содержащая воду, аммиак, метан, водород и гелий, а также возможное ядро ​​размером с Землю. У него более дюжины лун и шесть колец. Единственным космическим кораблем, который когда-либо посещал его, был «Вояджер-2» НАСА в 1989 году.